来自俄罗斯火山的天蓝矿石,为钠离子电池开发带来新契机

这块神奇的天蓝色矿石petrovite,或许是加速钠离子电池商业化的要素之一。

钠离子电池的运行方式与现在常见的锂离子电池相似,离子通过电解质在电极两端之间来回,且钠更是地壳含量第六多的元素,具成本低与原材料供应无虞的优势,若成功商业化就能变成锂离子电池的替代方案。

目前电池龙头为锂离子电池,应用在智能手机到电动汽车各式日常生活用品中,只是随着需求量逐年攀升,厂商与科学家们也开始烦恼盼随而来的锂、钴、镍等电池材料供应挑战,需要更具经济效益、环保的电池备案。

不过钠离子电池距离商业化还有一段距离,主要是因为钠离子在充放电过程中,阴极会沉积一层无活性钠晶体,电池很快就不能用了。

对此,俄罗斯圣彼得堡大学团队在堪察加半岛找到解决方案,俄罗斯极东堪察加半岛上有28座火山,其中在托尔巴奇克火山1975到1976年与2012到2013年有爆发活动记录,团队更在这儿发现几十种特殊的矿物,有些还是独一无二的矿石。

其中钠钙铁矿Na10CaCu2(SO48(Petrovite)就是其中一种,由钠硫、铜、硫和相当少见的氧原子组成,科学家对这个新矿物寄与厚望,表示该物质有着特殊的多孔框架,可以让钠原子自由通过,有机会变成钠离子电池的阴极、离子导体材料。

圣彼得堡大学教授Stanislav Filatov表示,这材料最大的问题在于缺少过渡金属(铜),因此未来会尝试合成出类似的化合物。

虽然距离验证还要一段时间,目前钠离子电池还是没有跨出实验室大门,但这种新矿已为钠离子电池研究带来新方向,它本身也是颇具研究的材料。

(首图为Petrovite,来源:圣彼得堡大学)

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