Pin Lithium có thể sạc lại đóng một vai trò quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu năng lượng di động ngày càng tăng của thế giới. Những loại pin giá rẻ, nhỏ gọn và nhẹ này là lựa chọn chính cho hầu hết các thiết bị điện tử di động, Xe điện / xe hybrid, nhà máy năng lượng mặt trời, v.v. Tuy nhiên, sự sẵn có của Lithium và Cobalt bị hạn chế trên vỏ trái đất và phụ thuộc hoàn toàn vào các kim loại này là một vấn đề để đáp ứng nhu cầu năng lượng trong tương lai.
Đây là lý do tại sao một nhóm các nhà khoa học tại Đại học Khoa học Tokyo do Giáo sư Shinichi Komaba dẫn đầu đang nghiên cứu tìm ra một nguyên tố thay thế Lithium cho Pin Lithium-Ion (LIB). Với Natri và Kali trong cùng một nhóm kim loại kiềm trong bảng tuần hoàn, bản chất hóa học của chúng tương tự như liti và có thể hoạt động như một chất thay thế khả thi cho liti. Tuy nhiên, không giống như lithium, những nguyên tố này có rất nhiều trên Trái đất và việc sử dụng chúng để phát triển pin sạc hiệu suất cao sẽ là một bước đột phá nhằm tạo ra một môi trường bền vững hơn. Các loại pin Kali-ion này (KIB)đã dần trở thành trọng tâm của các nghiên cứu sâu rộng kể từ năm 2015. Việc sử dụng kali trong pin đầy hứa hẹn vì chúng cho thấy hiệu suất tương đương (hoặc thậm chí tốt hơn) với LIB. Hơn nữa, các vật liệu cần thiết để xây dựng KIB đều không độc hại, phong phú và rẻ hơn nhiều so với những vật liệu cần thiết cho LIB.
Trong một nỗ lực đáng chú ý để tạo điều kiện cho nghiên cứu sâu hơn về KIBs, nhóm nghiên cứu do Giáo sư Komaba đứng đầu đã phân tích rất chi tiết hoạt động của KIBs trong một đánh giá toàn diện được công bố trên Tạp chí Chemical . Bài báo bao gồm tất cả mọi thứ liên quan đến sự phát triển của KIB, từ vật liệu cực âm, vật liệu cực dương, các chất điện phân khác nhau và KIB hoàn toàn rắn, đến pha tạp điện cực và phụ gia điện phân. Hơn nữa, bài đánh giá so sánh các vật liệu khác nhau được sử dụng trong pin ion lithium, natri và kali.
Tuy nhiên, nghiên cứu về các khía cạnh nhất định của KIB, chẳng hạn như tính an toàn của chúng, còn hạn chế và cần tập trung vào việc thu thập thêm thông tin chi tiết về những gì đang diễn ra về mặt vật lý và hóa học giữa các thành phần và nguyên tố khác nhau. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu của ông Komba cũng tập trung vào siêu tụ điện và tế bào nhiên liệu sinh học cùng với cả pin LIB và pin natri-ion, tất cả đều có thể tìm thấy những chức năng rất quan trọng trong một xã hội bền vững hơn trong tương lai.