聖彼得堡大學晶體學家領導的研究小組發現藍色新礦物:Petrovite

2020-11-19 科普百分百

聖彼得堡大學晶體學家領導的研究小組發現藍色新礦物:Petrovite

(神秘的地球uux.cn報導)據cnBeta:外媒CNET報導,聖彼得堡大學的晶體學家斯Stanislav Filatov 領導的研究小組發現了礦物世界的一個可愛的新入口:Petrovite。Petrovite擁有美麗的外觀,但它也可以幫助激發下一代電池的進步。

這種亮藍色的礦物來自俄羅斯堪察加半島的一處火山景觀,這是在20世紀70年代和2010年代的重大噴發後形成的。「這片地域的礦物多樣性是獨一無二的。近年來,研究人員在這裡發現了數十種新的礦物,其中許多是世界上獨一無二的,」該大學在周二的一份聲明中說。

這種礦物是以聖彼得堡大學另一位晶體學家Tomas Petrov的名字命名的。該團隊今年早些時候在《礦物學雜誌》雜誌上發表了一項關於Petrovite的研究。

Petrovite的成分和結構有點怪異。「這種礦物由氧原子、鈉硫和銅組成,它們形成了一個多孔的框架,」該大學研究人員在聲明中說。「這些空隙通過通道相互連接,相對較小的鈉原子可以通過這些通道移動。」

這意味著Petrovite可以作為鈉離子電池的一種成分,一種可充電電池的類型,可能成為當今常見的鋰離子電池的可負擔的替代品。

Petrovite誕生於火熱之地,但Filatov表示,研究人員可以研究在實驗室中合成一種具有相同結構的化合物,用於電池開發。從火山到為人們家中的小工具供電,這將是一個相當漫長的歷程。

相關報導:科學家發現新奇的亮藍色礦物 有助於打造更好的鈉離子電池陰極

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好消息是,這種新發現的亮藍色礦物(被稱作petrovite),能夠讓此類裝置較當今方案更具成本效益。得益於鹽的廉價和廣泛特性,鈉離子電池有望取代鋰電池,為筆記本電腦、電動汽車、智慧型手機等設備經濟、高效地供電。

目前面臨的一大問題,就是陰極電池材料的選擇,因其在離子來回穿梭(充放電)過程中起到了重要的作用。然而在循環使用的時候,不活躍的鈉晶體往往會堆積在陰極表面,導致設備很快遭受致命損傷。

有趣的是,在1975 -1976 / 2012-2013年間爆發過的託爾巴奇克火山的熔巖流中,聖彼得堡大學的科學家們,已在過去幾年發現了數十種獨特的礦物。

本文要為大家介紹的,就是一種由鈉、銅、硫、以及極少量的氧原子組合而成的亮藍色聚合體,且構成了一個允許鈉原子自由移動的空隙和通道。

Stanislav Filatov教授表示:目前這種用途的最大問題,就是礦物晶體結構中過渡金屬的含量太少。不過在實驗室中,他們可以通過合成類似結構的化合物來投入實際運用。

當然,在這項研究轉化為概念驗證的鈉離子電池之前,科學家們還有很長一段路要走。有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《礦物學》雜誌上。

原標題為《Petrovite, Na10CaCu2(SO4)8, a new fumarolic sulfate from the Great Tolbachik fissure eruption, Kamchatka Peninsula, Russia》。

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