충전식 리튬 배터리는 증가하는 휴대용 에너지 수요를 충족시키는 데 중요한 역할을합니다. 이러한 저비용 소형 경량 배터리는 대부분의 휴대용 전자 장치, 전기 / 하이브리드 차량, 태양열 발전소 등에 대한 주요 선택입니다. 그러나 리튬과 코발트 의 가용성은 지각에 제한 되며 이러한 금속에 전적으로 의존합니다 미래 에너지 수요를 충족시키는 문제가됩니다.
이것이 바로 고마 바 신이치 교수가 이끄는 도쿄 과학 대학의 과학자 팀이 리튬 이온 배터리 (LIB)를 위한 리튬 대신 대체 원소를 찾기 위해 노력하고있는 이유 입니다. 주기율표에서 동일한 알칼리 금속 그룹에 나트륨과 칼륨이 있으면 화학적 성질은 리튬과 유사하며 리튬의 실행 가능한 대체물 로 작용할 수 있습니다. 그러나 리튬과 달리 이러한 요소는 지구상에서 광범위하게 존재하며이를 고성능 충전식 배터리 개발에 사용하는 것은보다 지속 가능한 환경 을 만드는 돌파구가 될 것 입니다. 이 칼륨 이온 배터리 (KIB)배터리에 칼륨을 사용하는 것은 LIB에 필적하는 (또는 더 나은) 성능을 보여주기 때문에 유망합니다. 또한 KIB를 만드는 데 필요한 재료는 모두 무독성이며 LIB에 필요한 재료보다 훨씬 풍부하고 저렴합니다.
KIB에 대한 추가 연구를 촉진하기위한 획기적인 노력의 일환으로 Komaba 교수가 이끄는 연구 그룹은 Chemical Reviews에 게시 된 종합 리뷰에서 KIB의 작동을 매우 자세히 분석했습니다. 이 논문은 양극 재, 음극 재, 다양한 전해질, 전 고체 KIB에서 전극 도핑 및 전해질 첨가제에 이르기까지 KIB 개발과 관련된 모든 것을 다룹니다. 또한 리뷰는 리튬, 나트륨 및 칼륨 이온 배터리에 사용되는 다양한 재료를 비교합니다.
그러나 안전성과 같은 KIB의 특정 측면에 대한 연구는 제한적이며 다른 구성 요소와 요소 사이에서 물리적, 화학적으로 진행되는 일에 대한 더 많은 통찰력을 얻는 데 초점을 두어야합니다. 이 외에도 Komba의 연구 그룹은 미래에보다 지속 가능한 사회에서 매우 중요한 기능을 찾을 수있는 LIB 및 나트륨 이온 배터리와 함께 슈퍼 커패시터 및 바이오 연료 전지 에 초점을 맞추 었습니다.