Zinc
過去7年間で、アフリカとアジアの110の村が、アリゾナ州のNantEnergy社が開発したエネルギー貯蔵システムの基礎となる、亜鉛と酸素によるバッテリーから電力を得ています。
亜鉛の豊富な供給、基本的な安定性と低コストによりリチウムに代わるものとして注目されてきましたが、商業的に大規模に実用化を目指した努力はほとんど行われていませんでした。 NantEnergy の空気亜鉛電池システムは、第2の電極を「空気を吸う」電極に置き換え、大気中の酸素を使って亜鉛から電力を取り出します。
Lux Research が発表したレポートによると、「空気亜鉛はマイクログリッドに適した化学であり、安いエネルギー貯蔵ソリューションとなる。 フロー電池は典型的なマイクログリッドのサイズにスケールダウンするのに苦労し、リチウムイオン電池はコスト面で競合しない」
重要なのは、NantEnergyは、亜鉛が長期間にわたって充電を維持できるようにする技術も開発し、亜鉛および亜鉛-空気電池の再利用性が限られているという通常の問題を解決したことです。 同社によると、この方法は、希少で高価な材料を使わずに地元で製造できるため、輸入への依存を減らし、雇用と地域経済に貢献するとのことです。
空気亜鉛電池は、有害化合物を含まず、反応性も可燃性も高くないため、リサイクルして安全に廃棄することができます。
ただし、亜鉛は地球上で最も豊富な金属のひとつですが、リチウムの代替物として大規模に使用すると、将来的に問題を引き起こす恐れがあります。 南カリフォルニア大学の化学教授 Sri Narayan は、ニューヨークタイムズに次のように語りました。 現在の亜鉛の生産速度では、亜鉛の埋蔵量は約25年続きます」
「ですから、グリッド規模のバッテリーの需要から生じる膨大なニーズをサポートするのに十分な亜鉛があるかどうかは、利用可能な埋蔵量からは明らかではありません」。”
ナトリウム硫黄
ナトリウム硫黄電池はリチウムの別の代替品で、すでに世界中のサイトで大規模に使用されている。”
2019年2月、アブダビはナトリウム硫黄電池セルを利用した世界最大の蓄電池を設置した。 108メガワット（MW）／648メガワット時（MWh）で、2番目に大きい蓄電池の5倍の大きさです。
ナトリウム硫黄電池はリチウムイオン電池よりも寿命が長く、リチウム電池に期待される2、3年の寿命に対して、約15年の寿命が期待できます。
しかし、ナトリウムと硫黄の両方の反応物質の揮発性の性質により、その取り扱いにはリスクが伴います。 液体ナトリウムが大気中の水と接触すると、非常に発熱性の高い反応となるため大きなリスクがあり、規模が大きくなると爆発する可能性があります。
ナトリウム硫黄電池の工場やそれを使用する設備では、2011年に日本の筑波工場で火災が発生し、メーカーの日本ガイシがナトリウム硫黄電池の生産を一時的に停止したように、多くの火災が発生しています。
ナトリウム硫黄電池のもうひとつの欠点は、300℃の高い動作温度で、ナトリウムを液化するために必要なことです。 この高温は、電池の陽極と陰極のコンポーネントを分離するセラミック膜を損傷する可能性があり、また電池内の反応物の揮発性を悪化させる可能性もある。
Hydrogen fuel cells
水素は、液化天然ガスに代わるカーボンニュートラルなものとして多くのエネルギー企業によって宣伝されており、水素燃料電池も従来のリチウム電池に代わるものとして開発されている。 これは、水素燃料電池がリチウム電池と同等の電力を供給しながら、より軽く、より小さなスペースを占めることができ、資源を節約できることを意味します。
水素は大気中に非常に豊富に存在し、リチウムや亜鉛のように供給量が限られている材料の代替品として魅力的になっています。
また、水素燃料電池はリチウム電池よりも範囲が広く、エネルギー生産プロセスの一部として水と熱を生成するだけなので、従来の電池と比較して効率的でカーボンニュートラルな電力源を提示します。
電池（およびそれらが駆動するデバイス）の製造プロセスは大気中に二酸化炭素を放出しますが、この効果は再生可能エネルギー源を使用してプロセスを駆動することにより軽減させることができます。
しかし、水素燃料電池は比較的新しいテクノロジーであり、独自の欠点があります。
ナトリウムと同様に、水素は非常に燃えやすく、正しく扱わなければ爆発的に反応する可能性があります。 燃料電池の温度を適度に保つことは、揮発性の反応を防ぐために重要であり、また、燃料電池は蒸気や氷ではなく液体の水を必要とするためです。
水素の貯蔵は、気体としても低温で液体として貯蔵しても、高価でエネルギー集約的なものです。 大気中に豊富に存在するにもかかわらず、水素の製造や輸送、特に大規模な輸送は難しく、コストがかかります。