Η ειδική ενεργειακή πυκνότητα των σύγχρονων μπαταριών ιόντων λιθίου πλησιάζει τα 300 Wh / kg. Η εμπορική ηλεκτρική αεροπορία απαιτεί πολύ περισσότερα - τουλάχιστον 1000 Wh / kg.

Αυτές οι σκέψεις ώθησαν ερευνητές από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης στο μέταλλο νατρίου. Πολλές ερευνητικές ομάδες εργάζονται σε μπαταρίες λιθίου-αέρα ή νατρίου-αέρα τα τελευταία 30 χρόνια, αλλά δεν κατάφεραν να τις κάνουν πλήρως επαναφορτιζόμενες. Οι επιστήμονες στο MIT χρησιμοποίησαν την ίδια βασική ιδέα, αλλά αντί για μπαταρία, έφτιαξαν μια κυψέλη καυσίμου. Σε αντίθεση με μια μπαταρία, όπου όλα τα εξαρτήματα είναι ερμητικά σφραγισμένα, οι φορείς ενέργειας κυψελών καυσίμου μπορούν να αφαιρεθούν και να αντικατασταθούν.

Η ομάδα δημιούργησε δύο εργαστηριακά πρωτότυπα. Σε ένα, που ονομάζεται κύτταρο Η, δύο κάθετοι γυάλινοι σωλήνες συνδέονται με έναν σωλήνα στη μέση που περιέχει έναν στερεό κεραμικό ηλεκτρολύτη και ένα πορώδες ηλεκτρόδιο αέρα. Το υγρό μεταλλικό νάτριο γεμίζει το σωλήνα από τη μία πλευρά και ο αέρας ρέει από την άλλη, παρέχοντας οξυγόνο για μια ηλεκτροχημική αντίδραση στο κέντρο που τελικά καταναλώνει σταδιακά το καύσιμο νατρίου. Το άλλο πρωτότυπο έχει οριζόντιο σχεδιασμό με δίσκο ηλεκτρολυτών που περιέχει υγρό νάτριο. Ένα πορώδες ηλεκτρόδιο αέρα που διευκολύνει την αντίδραση είναι προσαρτημένο στον πυθμένα του τηγανιού.

Οι δοκιμές ροής αέρα με προσεκτικά ελεγχόμενα επίπεδα υγρασίας έδειξαν ειδικό βάρος άνω των 1500 Wh/kg για τη «στοίβα» των κυψελών. Σύμφωνα με τον καθηγητή Chang Yong Min, έναν από τους επικεφαλής του έργου, μετά την ενσωμάτωση στο σύστημα, ο αριθμός αυτός θα μειωθεί στις 1000 Wh/kg.

Ένα επιπλέον πλεονέκτημα του συστήματος είναι ότι όταν εισέρχεται στον ωκεανό, το τελικό προϊόν της αντίδρασης, το διττανθρακικό νάτριο, μειώνει την οξύτητα του νερού, δηλαδή εξουδετερώνει τις επιπτώσεις των αερίων του θερμοκηπίου.

Συνήθως, οι κυψέλες καυσίμου χρησιμοποιούν καταλύτες πλατίνας, οι οποίοι είναι αποτελεσματικοί αλλά γρήγορα αποικοδομούνται. Μια ομάδα επιστημόνων από τις Ηνωμένες Πολιτείες ανέπτυξε έναν νέο καταλύτη με διάρκεια ζωής έως και 200.000 ώρες με το τρέχον πρότυπο των 30.000 ωρών.