Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology są przekonani, że przyszłość akumulatorów leży w związkach manganu, dzięki którym będą tańsze i bardziej pojemne. Aby to udowodnić, naukowcy stworzyli materiał katodowy bogaty w ten minerał, który jest 30 razy tańszy niż kobalt. Ale nie chodzi tylko o cenę. Potencjalnie katody o wysokiej zawartości manganu zapewnią większą gęstość magazynowania energii i szereg innych korzyści.
W swoich pracach nad bardziej zaawansowanymi elektrodami akumulatorowymi naukowcy badali tak zwane materiały z nieuporządkowanej soli kamiennej (DRX). To nie jest sól kamienna zwana także kuchenną. Zazwyczaj DRX to tlenki, takie jak tlenek litu, ale niekoniecznie. Naukowcy potwierdzili już niezwykle duży potencjał materiałów DRX do produkcji anod i katod akumulatorowych. Odkryli jednak istotną wadę – niski poziom ruchu rowerowego. Szybko się wyczerpały – stały się bezużyteczne jako urządzenia magazynujące i przewodniki jonów.
„W materiałach katodowych zazwyczaj występuje kompromis pomiędzy gęstością energii a stabilnością cykliczną… a w tej pracy naszym celem jest przesunięcie granic poprzez opracowanie nowej chemii katod” – wyjaśniają wynalazcy. „(Wprowadzona) rodzina materiałów charakteryzuje się wysoką gęstością energii i dobrą stabilnością cykliczną, ponieważ wykorzystuje dwa główne typy materiałów katodowych — sól kamienną i polianionowy oliwin — zatem ma zalety obu”.
Innymi słowy, naukowcy dobrali taki stosunek DRX i polianionów (jest to szeroka gama związków z nadmiarem grup naładowanych ujemnie), który pozwoliłby zachować wysoką gęstość energii i możliwość wielokrotnej wymiany ładunków. Pewnym problemem była wysoka ruchliwość tlenu w katodzie podczas ładowania akumulatorów wysokim napięciem – kolejna zaleta nowych akumulatorów, ale została ona rozwiązana poprzez wprowadzenie substancji wiążącej tlen – fosforu.
W idealnym przypadku elektrody oparte na materiałach DRX mogą zapewnić do 350 mAh/g, podczas gdy tradycyjne katody zapewniają gęstość magazynowania energii nie większą niż 200 mAh/g. Dodatek polianionów zapewni ich stabilność przez wiele cykli ładowania i rozładowania, a zastosowanie manganu zamiast niklu, a zwłaszcza kobaltu, sprawi, że produkcja akumulatorów będzie tańsza. Ale to wszystko jest w przyszłości. Wiele pracy badawczej pozostaje jeszcze do wykonania, zanim komercyjna produkcja elektrod z materiałów DRX stanie się rzeczywistością.