Nuestro estilo de vida moderno sería inmensamente diferente sin baterías recargables. Debido a su bajo costo, tecnología reciclable, estas baterías se utilizan en la mayoría de los dispositivos electrónicos portátiles, vehículos eléctricos e híbridos, y sistemas de generación de energía renovable. Ofrecen una solución elegante a las crecientes demandas energéticas del mundo. Es más, Las baterías recargables son una herramienta esencial en los sistemas que recolectan energía renovable, como el viento y la luz del sol, porque estas fuentes pueden fluctuar mucho con el clima. Las baterías recargables almacenan la electricidad generada y la envían a pedido. Por lo tanto, Los investigadores de todo el mundo se han centrado en mejorar las baterías recargables como un paso hacia los recursos energéticos sostenibles.

Desde su comercialización, Las baterías de iones de litio (LIB) han sido las baterías recargables preferidas debido a su excelente rendimiento. Sin embargo, con el consiguiente aumento en su demanda, junto con la disponibilidad limitada de litio y cobalto (otro elemento necesario para los LIB), el uso de LIB puede convertirse pronto en un problema importante. Entonces, un equipo de científicos de la Universidad de Ciencias de Tokio, dirigido por el profesor Shinichi Komaba, Decidieron caminar por el camino menos transitado:se enfocaron en reemplazar el elemento agotable de litio con mejores alternativas como el sodio y el potasio. El sodio y el potasio están en el mismo grupo de metales alcalinos en la tabla periódica de elementos, y sus naturalezas químicas son, por lo tanto, bastante parecido. 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 una sociedad más sostenible.

En 2014, Profesor Komaba, junto con el profesor M. Stanley Whittingham, que ganó el Premio Nobel de Química en 2019, analizó el estado actual de desarrollo de las baterías de iones de sodio y publicó sus evaluaciones como revisión. Este se convirtió en un estudio muy citado, con más de 2, 000 citas solo en los últimos 5 años. El profesor Komaba y su equipo luego exploraron otra alternativa plausible a los LIB, baterías de iones de potasio (KIB), que se han convertido lentamente en el foco de una extensa investigación desde 2015 después de ciertos estudios pioneros (por ejemplo, un estudio publicado en Materiales de la naturaleza en 2012), algunos de los cuales fueron realizados por el grupo de Komaba. El uso de potasio en baterías es prometedor porque muestran un rendimiento comparable (o incluso mejor) a los LIB. Y lo que es más, los materiales necesarios para construir KIBs son todos no tóxicos y mucho más abundantes que los requeridos para LIBs. El profesor Komaba afirma:"Al estudiar nuevos materiales para aplicaciones en litio, sodio-, baterías de iones de potasio, queríamos desarrollar una tecnología de bajo consumo energético y respetuosa con el medio ambiente ".

En un esfuerzo notable por facilitar más investigaciones sobre KIB, El grupo de investigación dirigido por el profesor Komaba analizó el funcionamiento de las KIB con gran detalle en una revisión exhaustiva publicada en Reseñas de productos químicos . Su artículo engloba todo lo relacionado con el desarrollo de KIBs, de materiales de cátodo y ánodo, varios electrolitos y KIB totalmente sólidos, al dopaje de electrodos y aditivos de electrolitos. Es más, la revisión compara los diferentes materiales utilizados en litio-, sodio-, y baterías de iones de potasio. Siendo el único estudio que analiza de forma exhaustiva varios aspectos de las baterías recargables, podría resultar realmente útil para guiar a los investigadores actuales y futuros en la dirección correcta. Tener volúmenes completos de investigaciones anteriores sobre KIB y toda la información adquirida condensada en un solo artículo es de inmenso valor para cualquier persona interesada en profundizar en este tema de investigación.

Se espera que el desarrollo continuo de KIB provoque un aumento en el uso de esta codiciada alternativa a los LIB. "Como lo demuestran las recientes investigaciones intensivas, Los KIB son reconocidos como candidatos prometedores para baterías de próxima generación debido a sus características únicas, como la rentabilidad, Alto voltaje, y operación de alta potencia. Nuevas mejoras en el rendimiento de las KIB allanarían el camino para su aplicación práctica, "explica el profesor Komaba.

Sin embargo, investigación sobre ciertos aspectos de las KIB, como su seguridad, ha sido limitado, y se debe centrar la atención en obtener más información sobre lo que sucede física y químicamente entre los diferentes componentes y elementos. El profesor Komaba tiene esperanzas en este sentido y concluye diciendo:"Investigación sobre KIB, incluidos los materiales de los electrodos, electrolitos no acuosos / sólidos, y los aditivos proporcionarán nuevos conocimientos sobre las reacciones de los electrodos y los iónicos sólidos, abriendo nuevas estrategias que permitirían la creación de baterías de próxima generación ". Su grupo de investigación 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.