Las baterías de litio recargables juegan un papel vital en la satisfacción de las crecientes demandas de energía portátil del mundo. Estas baterías de bajo costo, compactas y livianas son las opciones principales para la mayoría de los dispositivos electrónicos portátiles, vehículos eléctricos / híbridos, plantas solares, etc. Sin embargo, la disponibilidad de litio y cobalto es limitada en la corteza terrestre y depender completamente de estos metales ser un problema para satisfacer las futuras demandas energéticas.
Es por eso que un equipo de científicos de la Universidad de Ciencias de Tokio, dirigido por el profesor Shinichi Komaba, está trabajando para encontrar un elemento alternativo en lugar del litio para las baterías de iones de litio (LIB). Con sodio y potasio en el mismo grupo de metales alcalinos en la tabla periódica, su naturaleza química es similar al litio y puede actuar como un reemplazo viable del litio. Pero, a diferencia del litio, estos elementos son muy abundantes en la Tierra y su uso para desarrollar baterías recargables de alto rendimiento sería un gran avance hacia la creación de un medio ambiente más sostenible. Estas baterías de iones de potasio (KIB)poco a poco se han convertido en el foco de una amplia investigación desde 2015. El uso de potasio en las baterías es prometedor porque muestran un rendimiento comparable (o incluso mejor) a los LIB. Además, los materiales necesarios para construir KIBs son todos no tóxicos y mucho más abundantes y económicos que los requeridos para LIBs.
En un esfuerzo notable por facilitar más investigaciones sobre KIB, el grupo de investigación dirigido por el profesor Komaba analizó el funcionamiento de los KIB con gran detalle en una revisión exhaustiva publicada en Chemical Reviews . El artículo abarca todo lo relacionado con el desarrollo de KIB, desde materiales de cátodo, materiales de ánodo, varios electrolitos y KIB totalmente sólidos, hasta dopaje de electrodos y aditivos de electrolitos. Además, la revisión compara los diferentes materiales utilizados en las baterías de iones de litio, sodio y potasio.
Sin embargo, la investigación sobre ciertos aspectos de los KIB, como su seguridad, ha sido limitada y debe centrarse en obtener más información sobre lo que sucede física y químicamente entre los diferentes componentes y elementos. Aparte de esto, el grupo de investigación del Sr. Komba también se ha centrado en supercondensadores y células de biocombustible junto con LIB y baterías de iones de sodio, que podrían encontrar funciones muy importantes en una sociedad más sostenible en el futuro.