باتری‌های یون هیدروکسید: توضیحات درباره راه‌حل‌های قدرت سبزتر، ایمن‌تر و کارآمدتر. کشف کنید که چگونه این فناوری نوظهور می‌تواند آینده ذخیره‌سازی انرژی را متحول کند.

مقدمه‌ای بر باتری‌های یون هیدروکسید
چگونه باتری‌های یون هیدروکسید کار می‌کنند
مزایای کلیدی نسبت به فناوری‌های باتری سنتی
مواد و شیمی پشت باتری‌های یون هیدروکسید
چشم‌انداز فعلی تحقیق و توسعه
معیارهای عملکرد: کارایی، عمر مفید و ایمنی
تأثیرات محیطی و پایداری
کاربردهای بالقوه و فرصت‌های بازار
چالش‌ها و موانع تجاری‌سازی
چشم‌انداز آینده و نوآوری‌ها
منابع و مراجع

مقدمه‌ای بر باتری‌های یون هیدروکسید

باتری‌های یون هیدروکسید (HIBs) نمایانگر یک کلاس نوظهور از باتری‌های قابل شارژ هستند که از یون‌های هیدروکسید (OH⁻) به عنوان حامل‌های اصلی بار استفاده می‌کنند و آن‌ها را از سیستم‌های سنتی لیتیوم-یون و پروتون متمایز می‌سازد. عملکرد بنیادی HIBها شامل مهاجرت یون‌های هیدروکسید بین آند و کاتد از طریق یک الکترولیت قلیایی، معمولاً یک محلول آبی غلیظ از هیدروکسید پتاسیم (KOH) یا هیدروکسید سدیم (NaOH) است. این مکانیزم منحصر به فرد امکان استفاده از مواد فراوان، کم‌هزینه و دوستدار محیط زیست، مانند اکسیدهای فلزات انتقالی و ترکیبات مبتنی بر آهن، برای هر دو الکترود را فراهم می‌کند و می‌تواند وابستگی به مواد خام حیاتی مانند لیتیوم و کبالت را کاهش دهد.

یکی از مزایای کلیدی باتری‌های یون هیدروکسید ایمنی ذاتی آن‌ها است، زیرا الکترولیت‌های آبی غیرقابل اشتعال و کمتر مستعد فرار حرارتی نسبت به الکترولیت‌های آلی مورد استفاده در باتری‌های لیتیوم-یون هستند. علاوه بر این، HIBها می‌توانند در چگالی‌های قدرت نسبتاً بالا عمل کنند و به دلیل تحرک بالای یون‌های هیدروکسید در محیط‌های آبی، کینتیک شارژ-دشارژ سریعی را نشان دهند. با این حال، چالش‌هایی باقی مانده است، از جمله عمر چرخه محدود، حل شدن الکترود و نیاز به غشای بسیار انتخابی و پایدار برای جلوگیری از عبور گونه‌های فعال. تلاش‌های تحقیقاتی اخیر بر توسعه مواد الکترود پیشرفته، بهینه‌سازی ترکیب الکترولیت و مهندسی جداکننده‌های مقاوم متمرکز شده است تا به این مسائل پرداخته و عملکرد کلی HIBها را بهبود بخشد.

با افزایش تقاضا برای راه‌حل‌های ذخیره‌سازی انرژی پایدار و مقیاس‌پذیر، باتری‌های یون هیدروکسید به عنوان یک جایگزین امیدوارکننده برای ذخیره‌سازی در مقیاس شبکه و سایر کاربردهای ایستگاهی در حال جلب توجه هستند. توسعه‌های جاری در این زمینه توسط مؤسسات تحقیقاتی پیشرو و آژانس‌های دولتی در سرتاسر جهان، مانند آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر و وزارت انرژی ایالات متحده پشتیبانی می‌شود.

چگونه باتری‌های یون هیدروکسید کار می‌کنند

باتری‌های یون هیدروکسید (HIBs) بر اساس اصل انتقال معکوس یون هیدروکسید (OH⁻) بین آند و کاتد از طریق یک الکترولیت قلیایی عمل می‌کنند. برخلاف باتری‌های لیتیوم-یون سنتی، که به حرکت یون‌های لیتیوم وابسته هستند، HIBها از یون‌های هیدروکسید به عنوان حامل‌های اصلی بار استفاده می‌کنند. در حین دشارژ، آند (که معمولاً فلزی مانند روی یا آهن است) اکسید می‌شود و الکترون‌ها را آزاد کرده و کاتیون‌های فلزی تولید می‌کند. به طور همزمان، یون‌های هیدروکسید از الکترولیت به سمت آند مهاجرت می‌کنند، جایی که در واکنش اکسیداسیون شرکت می‌کنند و هیدروکسیدهای فلزی را تشکیل می‌دهند. الکترون‌های آزاد شده از طریق مدار خارجی سفر می‌کنند و انرژی الکتریکی را به دستگاه متصل ارائه می‌دهند.

در کاتد، یک واکنش کاهش اتفاق می‌افتد که معمولاً شامل تبدیل اکسیژن (از هوا یا منبع حالت جامد) و آب به یون‌های هیدروکسید است. این فرآیند مدار را با تجدید الکترولیت با یون‌های OH⁻ کامل می‌کند. واکنش کلی سلول به انتخاب مواد الکترود و شیمی خاص مورد استفاده بستگی دارد، اما مکانیزم مرکزی همچنان جابجایی یون‌های هیدروکسید بین الکترودها باقی می‌ماند. این طراحی امکان استفاده از مواد فراوان و کم‌هزینه را فراهم می‌آورد و می‌تواند به دلیل عدم وجود الکترولیت‌های آلی قابل اشتعال و مواد خام حیاتی مانند لیتیوم یا کبالت، ایمنی و مزایای زیست‌محیطی بالایی را ارائه دهد.

پیشرفت‌های اخیر در طراحی الکترود و الکترولیت، معکوس‌پذیری و کارایی انتقال یون هیدروکسید را بهبود بخشیده و به چالش‌هایی مانند تخریب الکترود و عمر چرخه محدود پرداخته است. این نوآوری‌ها در حال هموار کردن راه برای HIBها به عنوان یک جایگزین امیدوارکننده برای کاربردهای ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس بزرگ هستند.Nature Energy Cell Reports Physical Science

مزایای کلیدی نسبت به فناوری‌های باتری سنتی

باتری‌های یون هیدروکسید (HIBs) چندین مزیت جذاب نسبت به فناوری‌های باتری سنتی مانند سیستم‌های لیتیوم-یون و سرب-اسید ارائه می‌دهند. یکی از بزرگ‌ترین مزایا وابستگی آن‌ها به مواد فراوان و کم‌هزینه، از جمله فلزات انتقالی و الکترولیت‌های قلیایی است که تأثیرات زیست‌محیطی و هزینه تولید کلی را نسبت به باتری‌هایی که به عناصر کمیاب یا حساس به جغرافیا مانند لیتیوم یا کبالت وابسته هستند، کاهش می‌دهد (Nature Energy). این ویژگی HIBها را به ویژه برای ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس بزرگ و کاربردهای شبکه‌ای جذاب می‌کند.

مزیت کلیدی دیگر پروفایل ایمنی بهبود یافته HIBها است. برخلاف باتری‌های لیتیوم-یون که مستعد فرار حرارتی و خطرات آتش‌سوزی به دلیل الکترولیت‌های آلی قابل اشتعال هستند، HIBها معمولاً از الکترولیت‌های آبی استفاده می‌کنند که غیرقابل اشتعال و کمتر مستعد شکست‌های فاجعه‌آمیز هستند (Cell Reports Physical Science). این ویژگی برای کاربردهایی که ایمنی در آن‌ها بسیار مهم است، مانند ذخیره‌سازی انرژی در خانه‌ها یا وسایل نقلیه الکتریکی، بسیار حیاتی است.

علاوه بر این، HIBها دارای رسانایی یونی بالا و قابلیت‌های سریع شارژ/دشارژ هستند که به تحرک سریع یون‌های هیدروکسید در محلول‌های آبی مربوط می‌شود. این می‌تواند به بهبود عملکرد قدرت و عمر چرخه طولانی‌تر منجر شود و به برخی از محدودیت‌های موجود در باتری‌های سنتی پاسخ دهد (Cell Reports Physical Science). علاوه بر این، استفاده از الکترولیت‌های مبتنی بر آب امکان بازیافت و دفع آسان‌تر را فراهم می‌کند و از چرخه عمر باتری پایدارتر حمایت می‌کند (Nature Energy).

مواد و شیمی پشت باتری‌های یون هیدروکسید

باتری‌های یون هیدروکسید (HIBs) نمایانگر یک کلاس امیدوارکننده از باتری‌های قابل شارژ هستند که از یون‌های هیدروکسید (OH⁻) به عنوان حامل‌های اصلی بار استفاده می‌کنند. مواد و شیمی زیرساختی HIBها با آنچه در باتری‌های لیتیوم-یون یا سدیم-یون وجود دارد، متفاوت است و مزایای منحصر به فردی از نظر ایمنی، هزینه و پایداری ارائه می‌دهد. اجزای اصلی HIBها شامل آند، کاتد، الکترولیت و جداکننده است که هر کدام برای تسهیل انتقال مؤثر یون‌های هیدروکسید و واکنش‌های الکتروشیمیایی معکوس طراحی شده‌اند.

مواد کاتد در HIBها معمولاً اکسیدهای فلزات انتقالی یا ترکیبات نوع پروسکایت هستند، مانند اکسیدهای نیکل یا کبالت، که می‌توانند در طول چرخه‌های شارژ و دشارژ به طور معکوس با یون‌های هیدروکسید واکنش دهند یا تعبیه شوند. آند معمولاً از فلزاتی مانند روی، آهن یا منگنز تشکیل شده است که در محیط‌های قلیایی واکنش‌های اکسیداسیون را تجربه می‌کنند. الکترولیت یک محلول آبی غلیظ از هیدروکسید پتاسیم (KOH) یا هیدروکسید سدیم (NaOH) است که غلظت بالایی از یون‌های OH⁻ متحرک را فراهم می‌کند و رسانایی یونی سریع را امکان‌پذیر می‌سازد. این محیط آبی نه تنها ایمنی را با کاهش قابلیت اشتعال افزایش می‌دهد بلکه امکان استفاده از مواد غیرسمی و فراوان را نیز فراهم می‌آورد.

یک چالش کلیدی در شیمی HIB توسعه مواد الکترود پایدار است که بتوانند در شرایط قلیایی شدید بدون تخریب قابل توجه، چرخه‌های مکرر را تحمل کنند. علاوه بر این، طراحی جداکننده‌های انتخابی و مقاوم برای جلوگیری از عبور گونه‌های فعال و حفظ یکپارچگی سلول بسیار حیاتی است. تحقیقات اخیر بر بهینه‌سازی میکروساختارهای الکترود، پوشش‌های سطحی و افزودنی‌های الکترولیت متمرکز شده است تا عمر چرخه و چگالی انرژی را بهبود بخشد. این پیشرفت‌ها در حال هموار کردن راه برای HIBها به عنوان گزینه‌های قابل قبول برای کاربردهای ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس بزرگ هستند، همان‌طور که توسط Nature Energy و Cell Reports Physical Science برجسته شده است.

چشم‌انداز فعلی تحقیق و توسعه

چشم‌انداز فعلی تحقیق و توسعه برای باتری‌های یون هیدروکسید (HIBs) با پیشرفت‌های سریع و علاقه روزافزون مشخص می‌شود که ناشی از نیاز به راه‌حل‌های ذخیره‌سازی انرژی ایمن‌تر، پایدارتر و مقرون‌به‌صرفه‌تر است. برخلاف باتری‌های لیتیوم-یون سنتی، HIBها از یون‌های هیدروکسید (OH⁻) به عنوان حامل‌های بار استفاده می‌کنند و این امکان را برای استفاده از مواد فراوان و غیرسمی مانند روی، آهن و منگنز برای الکترودها فراهم می‌آورد. این امر باعث شده است که تحقیقات دانشگاهی و صنعتی قابل توجهی در زمینه بهینه‌سازی مواد الکترود، الکترولیت‌ها و معماری‌های سلولی برای بهبود عملکرد و طول عمر انجام شود.

مطالعات اخیر بر بهبود رسانایی یونی و پایداری الکترولیت‌های قلیایی تمرکز کرده‌اند که برای انتقال مؤثر یون‌های هیدروکسید و حداقل کردن واکنش‌های جانبی بسیار حیاتی هستند. محققان همچنین در حال بررسی مواد الکترود نوآورانه، مانند هیدروکسیدهای دو لایه و اکسیدهای پروسکایت هستند تا به چگالی‌های انرژی بالاتر و پایداری چرخه بهتر دست یابند. به عنوان مثال، پیشرفت‌های حاصل در کاتدهای مبتنی بر منگنز عملکرد الکتروشیمیایی و معکوس‌پذیری امیدوارکننده‌ای را نشان داده است که به برخی از چالش‌های کلیدی در توسعه HIB پاسخ می‌دهد Nature Energy.

علاوه بر این، تلاش‌هایی در حال انجام است تا فناوری HIB را برای کاربردهای ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس شبکه‌ای و ایستگاهی مقیاس‌پذیر کنند، با چندین پروژه آزمایشی و نمونه‌سازی که در سال‌های اخیر گزارش شده است Cell Reports Physical Science. با این حال، چالش‌هایی باقی مانده است، از جمله تخریب الکترولیت، حل شدن الکترود و عمر چرخه محدود که در کانون تحقیقات جاری قرار دارند. ابتکارات مشترک بین مؤسسات دانشگاهی و صنعت در حال تسریع انتقال دستاوردهای آزمایشگاهی به محصولات تجاری قابل قبول هستند U.S. Department of Energy.

معیارهای عملکرد: کارایی، عمر مفید و ایمنی

معیارهای عملکرد در ارزیابی قابلیت باتری‌های یون هیدروکسید (HIBs) برای کاربردهای عملی بسیار حیاتی هستند. سه پارامتر کلیدی—کارایی، عمر مفید و ایمنی—رقابت‌پذیری آن‌ها را در برابر فناوری‌های باتری تأسیس شده تعیین می‌کنند.

کارایی در HIBها اغلب با کارایی کولومبیک و کارایی انرژی اندازه‌گیری می‌شود. مطالعات اخیر کارایی‌های کولومبیک بالای 99% را در سیستم‌های بهینه‌شده گزارش کرده‌اند که به ماهیت معکوس‌پذیر انتقال یون‌های هیدروکسید و حداقل شدن واکنش‌های جانبی نسبت داده می‌شود. با این حال، کارایی انرژی می‌تواند تحت تأثیر پتانسیل‌های اضافی در الکترودها و رسانایی یونی الکترولیت قرار گیرد. نوآوری‌ها در مواد الکترود و طراحی غشاء به طور فعال در حال پیگیری هستند تا این تلفات را کاهش داده و کارایی رفت و برگشتی را بهبود بخشند Nature Energy.

عمر مفید یکی دیگر از معیارهای حیاتی است که عمر چرخه به پایداری هر دو الکترود و الکترولیت بستگی دارد. HIBها عمر چرخه‌ای چند صد تا بیش از هزار چرخه را تحت شرایط آزمایشگاهی نشان داده‌اند و نرخ‌های نگهداری ظرفیت در برخی موارد بالای 80% است. مکانیزم‌های تخریب، مانند حل شدن الکترود، کربناته شدن الکترولیت و آلودگی غشاء، چالش‌هایی هستند که محققان از طریق مهندسی مواد و بهینه‌سازی سیستم به آن‌ها پرداخته‌اند American Chemical Society.

ایمنی یک مزیت قابل توجه HIBها است. برخلاف باتری‌های لیتیوم-یون، HIBها از الکترولیت‌های آبی استفاده می‌کنند که غیرقابل اشتعال و کمتر مستعد فرار حرارتی هستند. این شیمی ایمن‌تر به طور ذاتی خطرات مرتبط با گرم شدن بیش از حد و آتش را کاهش می‌دهد و HIBها را برای ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس بزرگ و خانگی جذاب می‌سازد Cell Press.

تأثیرات محیطی و پایداری

باتری‌های یون هیدروکسید (HIBs) به عنوان یک جایگزین امیدوارکننده برای باتری‌های لیتیوم-یون سنتی در حال ظهور هستند، به ویژه در زمینه تأثیرات زیست‌محیطی و پایداری. یکی از مزایای اصلی HIBها در استفاده از مواد فراوان و غیرسمی، مانند روی، آهن و منگنز، نهفته است که به طور قابل توجهی اثرات زیست‌محیطی مرتبط با تولید و دفع باتری را کاهش می‌دهد. برخلاف لیتیوم و کبالت که معمولاً از طریق شیوه‌های استخراج زیست‌محیطی مضر به دست می‌آیند، مواد خام برای HIBها به طور گسترده در دسترس هستند و می‌توان آن‌ها را با اختلال کمتر در محیط استخراج کرد آژانس بین‌المللی انرژی.

علاوه بر این، HIBها در الکترولیت‌های آبی عمل می‌کنند که به طور ذاتی ایمن‌تر و کمتر آلوده‌کننده از حلال‌های آلی مورد استفاده در بسیاری از باتری‌های سنتی هستند. این امر خطر نشت‌های خطرناک را کاهش می‌دهد و فرآیندهای بازیافت در پایان عمر را ساده‌تر می‌کند. قابلیت بازیافت اجزای HIB همچنین پروفایل پایداری آن‌ها را بیشتر افزایش می‌دهد، زیرا بسیاری از فلزات مورد استفاده می‌توانند به طور مؤثر بازیابی و دوباره استفاده شوند و از هدررفت و کاهش منابع جلوگیری می‌کند U.S. Environmental Protection Agency.

با این حال، چالش‌هایی در زمینه مقیاس‌پذیری و دوام طولانی‌مدت HIBها باقی مانده است. مزایای زیست‌محیطی تنها زمانی به طور کامل محقق می‌شوند که این باتری‌ها به طور گسترده‌ای پذیرفته شوند و عملکرد رقابتی را در چندین چرخه شارژ-دشارژ نشان دهند. تحقیقات جاری بر بهبود عمر چرخه و چگالی انرژی در حالی که تأثیر کم‌تری بر محیط زیست را حفظ می‌کنند، متمرکز است که HIBها را از سایر فناوری‌های باتری متمایز می‌کند Nature Energy. با ادامه پیشرفت‌ها، HIBها پتانسیل دارند که نقش مهمی در انتقال به راه‌حل‌های ذخیره‌سازی انرژی پایدارتر ایفا کنند.

کاربردهای بالقوه و فرصت‌های بازار

باتری‌های یون هیدروکسید (HIBs) به عنوان یک جایگزین امیدوارکننده برای باتری‌های لیتیوم-یون و سدیم-یون در حال ظهور هستند و مزایای منحصر به فردی دارند که فرصت‌های بالقوه متنوعی را باز می‌کند. استفاده از مواد فراوان و کم‌هزینه—مانند آهن، منگنز و نیکل—HIBها را به عنوان یک راه‌حل پایدار برای ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس بزرگ قرار می‌دهد، به ویژه در کاربردهای سطح شبکه که هزینه و دسترسی به منابع عوامل حیاتی هستند. ایمنی ذاتی الکترولیت‌های آبی در HIBها که غیرقابل اشتعال و کمتر مستعد فرار حرارتی هستند، جذابیت آن‌ها را برای ذخیره‌سازی ایستگاهی در محیط‌های مسکونی، تجاری و مقیاس خدماتی افزایش می‌دهد Nature Energy.

علاوه بر ذخیره‌سازی شبکه، HIBها در سیستم‌های پشتیبان قدرت، ادغام انرژی‌های تجدیدپذیر و کاربردهای میکروگرید نیز پتانسیل دارند، جایی که عمر چرخه طولانی و قابلیت نرخ بالا می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. سازگاری زیست‌محیطی آن‌ها و وابستگی کمتر به مواد خام حیاتی همچنین آن‌ها را برای استقرار در مناطق با دسترسی محدود به منابع لیتیوم یا کبالت جذاب می‌کند. علاوه بر این، تحقیقات جاری در زمینه HIBهای انعطاف‌پذیر و مینیاتوری نشان‌دهنده فرصت‌های آینده در الکترونیک قابل حمل و دستگاه‌های پوشیدنی است Cell Reports Physical Science.

در حالی که HIBها هنوز در مرحله توسعه هستند، مقیاس‌پذیری، ایمنی و پایداری آن‌ها می‌تواند به آن‌ها این امکان را بدهد که سهم بازار قابل توجهی را در بخش ذخیره‌سازی انرژی جهانی که به سرعت در حال گسترش است، به دست آورند. سرمایه‌گذاری‌های استراتژیک و نوآوری‌های مداوم کلید غلبه بر چالش‌های فنی کنونی و باز کردن پتانسیل تجاری کامل باتری‌های یون هیدروکسید خواهند بود آژانس بین‌المللی انرژی.

چالش‌ها و موانع تجاری‌سازی

با وجود وعده‌های آن‌ها به عنوان دستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی نسل بعدی، باتری‌های یون هیدروکسید (HIBs) با چندین چالش قابل توجه مواجه هستند که مسیر آن‌ها را به سمت تجاری‌سازی مسدود می‌کند. یکی از موانع اصلی توسعه مواد الکترود پایدار و با عملکرد بالا است. بسیاری از الکترودهای کاندید از عمر چرخه ضعیف، نگهداری ظرفیت محدود و کینتیک‌های کند در محیط‌های قلیایی رنج می‌برند که برای عملکرد HIB ضروری است. جستجوی مواد مقاوم، مقرون‌به‌صرفه و مقیاس‌پذیر همچنان ادامه دارد و گزینه‌های فعلی اغلب از الزامات برای قابلیت تجاری‌سازی کوتاه هستند Nature Energy.

چالش بزرگ دیگر طراحی الکترولیت‌های مناسب است. الکترولیت‌های هادی یون هیدروکسید باید بین رسانایی یونی بالا و پایداری شیمیایی و الکتروشیمیایی تعادل برقرار کنند. بسیاری از الکترولیت‌های جامد و مایع موجود مستعد تخریب، کربناته شدن از CO₂ جوی یا واکنش‌های جانبی ناخواسته هستند که همه این‌ها می‌توانند عملکرد و ایمنی باتری را تحت تأثیر قرار دهند Cell Reports Physical Science. علاوه بر این، رابط بین الکترولیت و الکترودها اغلب از مقاومت بالا و ناپایداری رنج می‌برد که کارایی و عمر مفید را بیشتر کاهش می‌دهد.

تولید و مقیاس‌پذیری نیز موانع را به وجود می‌آورند. سنتز مواد پیشرفته و مونتاژ HIBها معمولاً نیاز به فرایندهای خاصی دارد که هنوز با تولید مقرون‌به‌صرفه و در مقیاس بزرگ سازگار نیستند. علاوه بر این، عدم وجود پروتکل‌های آزمایش استاندارد و داده‌های عملکرد طولانی‌مدت، ارزیابی پتانسیل واقعی و قابلیت اطمینان HIBها در کاربردهای دنیای واقعی را برای ذینفعان صنعتی دشوار می‌سازد Cell Reports Physical Science.

پرداختن به این چالش‌ها نیازمند پیشرفت‌های هماهنگ در علم مواد، الکتروشیمی و مهندسی، همچنین ایجاد استانداردهای صنعتی و زنجیره‌های تأمین قوی است.

چشم‌انداز آینده و نوآوری‌ها

چشم‌انداز آینده برای باتری‌های یون هیدروکسید (HIBs) با پتانسیل قابل توجه و نوآوری‌های جاری مشخص می‌شود که ناشی از تقاضای جهانی برای راه‌حل‌های ذخیره‌سازی انرژی ایمن‌تر، پایدارتر و مقرون‌به‌صرفه‌تر است. برخلاف باتری‌های لیتیوم-یون سنتی، HIBها از مواد فراوان و غیرسمی، مانند اکسیدهای فلزات انتقالی و الکترولیت‌های مبتنی بر هیدروکسید استفاده می‌کنند که می‌تواند وابستگی به مواد خام حیاتی را کاهش داده و تأثیرات زیست‌محیطی را کاهش دهد. تحقیقات اخیر بر بهبود پایداری الکتروشیمیایی و رسانایی یونی الکترولیت‌های هیدروکسید و همچنین توسعه مواد الکترود مقاوم که بتوانند در برابر چرخه‌های مکرر بدون تخریب قابل توجه مقاومت کنند، متمرکز شده است Nature Energy.

نوآوری‌ها در HIBها همچنین به ادغام الکترولیت‌های حالت جامد برای بهبود بیشتر ایمنی و چگالی انرژی می‌پردازند. تکنیک‌های نانوساختاری پیشرفته و مهندسی سطح در حال استفاده هستند تا رابط‌های الکترود/الکترولیت را بهینه‌سازی کنند و واکنش‌های جانبی را به حداقل رسانده و کارایی انتقال بار را به حداکثر برسانند. علاوه بر این، توسعه فرآیندهای تولید انعطاف‌پذیر و مقیاس‌پذیر یک حوزه کلیدی از علاقه است که هدف آن تسهیل تجاری‌سازی HIBها برای ذخیره‌سازی در مقیاس شبکه، وسایل نقلیه الکتریکی و الکترونیک قابل حمل است Cell Reports Physical Science.

به جلو نگاه کنیم، همکاری بین‌رشته‌ای بین علم مواد، الکتروشیمی و مهندسی برای غلبه بر چالش‌های کنونی مانند عمر چرخه محدود و چگالی انرژی متوسط بسیار حیاتی خواهد بود. با ادامه سرمایه‌گذاری و تحقیق، باتری‌های یون هیدروکسید پتانسیل دارند که نقش تحول‌آفرینی در انتقال به یک آینده انرژی کم‌کربن ایفا کنند U.S. Department of Energy.