As baterias recarregáveis de lítio desempenham um papel vital na satisfação das crescentes demandas mundiais de energia portátil. Essas baterias de baixo custo, compactas e leves são as escolhas principais para a maioria dos dispositivos eletrônicos portáteis, veículos elétricos / híbridos, plantas solares, etc. No entanto, a disponibilidade de lítio e cobalto é limitada na crosta terrestre e depender totalmente desses metais ser um problema para atender às futuras demandas de energia.
É por isso que uma equipe de cientistas da Universidade de Ciência de Tóquio, liderada pelo professor Shinichi Komaba, está trabalhando para encontrar um elemento alternativo no lugar do lítio para as baterias de íons de lítio (LIB). Com o sódio e o potássio no mesmo grupo de metal alcalino da tabela periódica, sua natureza química é semelhante à do lítio e pode atuar como um substituto viável para o lítio. Mas, ao contrário do lítio, esses elementos são amplamente abundantes na Terra e usá-los para desenvolver baterias recarregáveis de alto desempenho seria um grande avanço para a criação de um ambiente mais sustentável. Estas baterias de íon de potássio (KIBs)lentamente se tornaram o foco de extensas pesquisas desde 2015. O uso de potássio em baterias é promissor porque elas mostram desempenho comparável (ou até melhor) ao LIBs. Além do mais, os materiais necessários para construir KIBs não são tóxicos e são muito mais abundantes e baratos do que os exigidos para os LIBs.
Em um esforço notável para facilitar futuras pesquisas sobre KIBs, o grupo de pesquisa liderado pelo Prof Komaba analisou o funcionamento dos KIBs em grande detalhe em uma revisão abrangente publicada na Chemical Reviews . O artigo abrange tudo relacionado ao desenvolvimento de KIBs, de materiais catódicos, materiais anódicos, vários eletrólitos e KIBs totalmente sólidos, a dopagem de eletrodo e aditivos de eletrólito. Além disso, a revisão compara os diferentes materiais usados nas baterias de íon de lítio, sódio e potássio.
No entanto, a pesquisa sobre certos aspectos dos KIBs, como sua segurança, foi limitada e o foco deve ser colocado em obter mais informações sobre o que está acontecendo física e quimicamente entre os diferentes componentes e elementos. Além disso, o grupo de pesquisa do Sr. Komba também se concentrou em supercapacitores e células de biocombustível, juntamente com LIBs e baterias de íon de sódio, que podem encontrar funções muito importantes em uma sociedade mais sustentável no futuro.