Nya smartphones, bärbara enheter och elbilar kan få mycket av allmänhetens uppmärksamhet men alla är beroende av batterier för att få dem att köra. De flesta nuvarande enheter använder uppladdningsbara litiumjonbatterier - teknik som först kommersialiserades i början av 1990-talet. Litiumjonbatterier erbjöd en längre livslängd, förbättrad urladdning och bättre effektivitet jämfört med äldre uppladdningsbara batterier men kommer också med några anmärkningsvärda nackdelar. Litium kan vara relativt dyrt och svårt att återvinna, och litiumbaserade batterier kan ha problem med överhettning.

Litiumjonbatterier driver vår nuvarande men framtidens kraft kan vara under utveckling i biomedicinsk och kemiteknik professor Ian Hoseins labb. Hosein och hans materialvetenskapliga forskargrupp forskar om material som kan användas i nästa generations batterier.

"När vi arbetar inom materialvetenskap, Materialet vi tillverkar måste uppfylla många olika förväntningar, " säger Hosein. "Vi funderar på vad som händer bortom litium. Andra material kan vara i sig säkrare, billigare och mer miljövänligt."

Hosein och hans team har studerat rikligare material som kalcium, aluminium och natrium för att se hur de kan användas för att konstruera nya batterier.

"Om du vill driva elfordon, du måste se till att den kan leverera mycket kraft och ladda snabbt, " säger Hosein. "Det är en grundläggande materialvetenskaplig fråga. Det kräver noggrann forskning och utveckling av olika material som kan ladda och lagra joner."

Batteriforskning har en hög nivå för inträde men Hosein säger att Syracuse University gjorde den investering som behövs för att utveckla, testa och till och med prototypbatterier. Han tror att utvecklingen av nästa generations batterier är ungefär där litium var på 1980-talet.

"Det finns risktagande. Det kommer att finnas material som inte fungerar. Vi måste vara öppna för misslyckanden, ", säger Hosein. "Ibland kan det vara ett skott i mörkret men du måste försöka veta."

För att kommersialisera ny batteriteknik, industrin kommer att behöva se en kostnadsfördel med förändringen. Hosein säger att det verkar som om utbudet av litium kanske inte kommer att kunna hålla jämna steg med efterfrågan från och med fem till sju år.

"Vi vill vara där när behovet är klart. Vi har anläggningar i världsklass som kan konkurrera med de bästa laboratorierna i landet, " säger Hosein. "Arbetet vi gör är inte bara inkrementellt, det är transformativt och kräver långsiktiga investeringar för att klara det."