อลูมิเนียมมีความอุดมสมบูรณ์มากกว่าและราคาถูกกว่าลิเธียม ทำให้น่าสนใจสำหรับการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่แม้ว่าจะเป็นเช่นนั้นก็ตาม เทคโนโลยี ไม่เคยเบาเพียงพอสำหรับการใช้งานในรถยนต์หรือโทรศัพท์
อลูมิเนียมยังมีข้อได้เปรียบเหนือลิเธียมที่สามารถใช้ในรูปแบบโลหะได้โดยไม่ต้องกังวลเรื่องความปลอดภัยที่ลิเธียมโลหะกระตุ้น
ทีมคอร์เนลล์ได้ค้นพบว่าทำไมแบตเตอรี่อลูมิเนียมจึงเกิดการลัดวงจรและตายหลังจากรอบการคายประจุเพียงไม่กี่ครั้งโดยศึกษาเซลล์ง่ายๆที่แคโทดอลูมิเนียมโลหะหันหน้าไปทางขั้วบวกสแตนเลสบนตัวคั่นใยแก้วที่แช่ในอิเล็กโทรไลต์
ยอดอลูมิเนียมที่มีระยะห่างประปรายสูงขึ้นบนสแตนเลสในรอบการปล่อยประจุเพียงไม่กี่ครั้งดันผ่านใยแก้วและลัดวงจรไปยังอิเล็กโทรดอลูมิเนียมด้านตรงข้าม เช่นเดียวกับการใช้โฟมนิกเกิลแบบไม่ระนาบแทนสแตนเลสสตีลแบน
เงินฝากจากภูเขาเหล่านี้ขังอลูมิเนียมส่งผลให้พลังงานที่เก็บไว้ในเซลล์มีอายุสั้นลงตามวัฏจักรของเซลล์
สิ่งนี้ไม่ใช่ความรู้ใหม่และไม่ใช่สิ่งต่อไปที่ Cornell ยืนยัน: ส่วนสำคัญของปัญหาคือความปรารถนาของอลูมิเนียมที่จะทำปฏิกิริยากับตัวคั่นใยแก้วและการขาดความกระตือรือร้นในการทำพื้นผิวสแตนเลสหรือนิกเกิลแอโนด
คำถามกลายเป็น: มีพื้นผิวอิเล็กโทรดที่อลูมิเนียมต้องการยึดติดมากกว่าใยแก้วหรือไม่
และคำตอบของ Cornell คือ 'ใช่': เส้นใยคาร์บอนที่มีพื้นผิวออกซิไดซ์ซึ่งช่วยให้พันธะ CO-Al ก่อตัวขึ้นโดยเชื่อมโยงเส้นใยเข้ากับโลหะ
การออกซิเดชั่นไม่เกิดขึ้นเมื่อสัมผัสกับอิเล็กโทรไลต์ซึ่งเป็นส่วนผสมของอิมิดาโซเลี่ยมคลอไรด์และอลูมิเนียมคลอไรด์ที่เกาะติดออกซิเจนตามธรรมชาติจนเกิดข้อบกพร่องมากมายบนพื้นผิวคาร์บอน
แทนที่จะก่อตัวเป็นยอดเขาไอออนของอลูมิเนียมลงจอดบนพื้นผิวคาร์บอนที่ถูกออกซิไดซ์จะสะสมไปด้านข้างมากกว่าด้านบนจนกลายเป็นแผ่นผลึกนาโนขนาดเท่ากัน (ดูรูป). แม้ว่าคริสตัลขนาดใหญ่จะเติบโตขึ้นเมื่อพื้นผิวถูกปกคลุมอย่างสมบูรณ์ แต่ก็ยังคงอยู่ในระดับต่ำและไม่ปีนขึ้นไปบนยอดเขา - และสิ่งนี้ยังคงเป็นจริงเมื่อกระแสน้ำที่สูงขึ้นซึ่งโดยปกติจะกระตุ้นให้เกิดการเติบโตที่ไม่สม่ำเสมอ
แอโนดส่งคืนได้ดีกว่า 99% ของอลูมิเนียมที่ฝากไว้ผ่านรอบการปล่อยประจุไฟฟ้าหลายร้อยรอบในช่วงหลายพันชั่วโมงหรือแม้กระทั่งหลายพันรอบขึ้นอยู่กับกระแสและจำนวน 1% สุดท้ายที่เหลือในแต่ละครั้ง
ต่อจากนั้นพบการเคลือบด้วยคาร์บอนสำหรับเหล็กกล้าไร้สนิมที่มีผลคล้ายกันและเทคนิคที่ได้รับการแก้ไขจะแสดงให้เห็นถึงคำมั่นสัญญาสำหรับแบตเตอรี่สังกะสีเมทัลลิก
Cornell University ทำงานร่วมกับ Brookhaven National Laboratory และ State University of New York ที่ Stony Brook
งานวิจัยนี้ครอบคลุมอยู่ในเอกสาร Nature Energy 'การควบคุมสัณฐานวิทยาของการแยกตัวด้วยไฟฟ้าในอะลูมิเนียมความจุสูงและขั้วบวกของแบตเตอรี่สังกะสีโดยใช้การเชื่อมโลหะระหว่างโลหะกับสารตั้งต้น'