Notre mode de vie moderne serait immensément différent sans les piles rechargeables. En raison de leur faible coût, technologie recyclable, ces batteries sont utilisées dans la plupart des appareils électroniques portables, véhicules électriques et hybrides, et les systèmes de production d'énergie renouvelable. Ils offrent une solution élégante aux demandes croissantes d'énergie dans le monde. De plus, les batteries rechargeables sont un outil essentiel dans les systèmes qui récoltent l'énergie renouvelable, comme le vent et la lumière du soleil, car ces sources peuvent fluctuer considérablement avec le temps. Les batteries rechargeables stockent l'électricité produite et la distribuent à la demande. Ainsi, les chercheurs du monde entier se sont concentrés sur l'amélioration des piles rechargeables en tant qu'étape vers des ressources énergétiques durables.

Depuis leur commercialisation, Les batteries lithium-ion (LIB) sont les batteries rechargeables de prédilection en raison de leurs excellentes performances. Cependant, avec la hausse de leur demande qui s'ensuit, couplée à la disponibilité limitée du lithium et du cobalt (un autre élément nécessaire pour les LIBs), l'utilisation des LIB pourrait bientôt devenir un problème majeur. Ainsi, une équipe de scientifiques de l'Université des sciences de Tokyo, dirigé par le professeur Shinichi Komaba, ont décidé de parcourir la route la moins fréquentée :ils se sont concentrés sur le remplacement de l'élément épuisable lithium par de meilleures alternatives comme le sodium et le potassium. Le sodium et le potassium sont dans le même groupe de métaux alcalins dans le tableau périodique des éléments, et leurs natures chimiques sont, donc, assez similaire. Mais, contrairement au lithium, ces éléments sont largement abondants sur Terre, et les utiliser pour développer des batteries rechargeables hautes performances serait une avancée vers une société plus durable.

En 2014, le professeur Komaba, avec le professeur M. Stanley Whittingham, qui a remporté le prix Nobel de chimie en 2019, a analysé l'état actuel du développement des batteries sodium-ion et a publié ses évaluations sous forme de revue. C'est devenu une étude très citée, avec plus de 2, 000 citations seulement au cours des 5 dernières années. Le professeur Komaba et son équipe ont ensuite exploré d'autres alternatives plausibles aux LIB, les batteries potassium-ion (KIB), qui sont lentement devenus l'objet de recherches approfondies depuis 2015 après certaines études pionnières (par exemple, une étude publiée dans Matériaux naturels en 2012), dont certaines ont été menées par le groupe de Komaba. L'utilisation du potassium dans les batteries est prometteuse car elles présentent des performances comparables (voire meilleures) à celles des LIB. Quoi de plus, les matériaux nécessaires à la construction des KIB sont tous non toxiques et beaucoup plus abondants que ceux requis pour les LIB. Le professeur Komaba déclare, « En étudiant de nouveaux matériaux pour des applications en lithium-, sodium-, batteries potassium-ion, nous voulions développer une technologie économe en énergie et respectueuse de l'environnement."