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俄發現火山新礦物 助研發更耐用鈉離子電池

發佈時間: 2020/12/04

火山爆發造成廣泛破壞,但也會創造新的東西。俄羅斯聖彼得堡大學一研究小組在遠東地區堪察加半島一座火山發現青藍色的罕見新礦物,並將之稱為「Petrovite」,其結構可能成為更耐用的鈉離子電池製作材料,可以作為鋰電池的代替品。

聖彼得堡大學由晶體專家Stanislav Filatov帶領的研究小組,近期在堪察加半島的扎爾巴奇克火山發現了一種藍色新礦物「Petrovite」,看似是製作珠寶、寶石的原材料,但該礦物有望用來製作更耐用的鈉離子電池,作為現在常見的鋰電池代替品。鈉離子電池的運作方式與鋰離子電池相似,依賴離子透過電解質在電極兩端之間來回發電,且鈉更是地殼含量第六多的元素,其成本雖然較鋰離子電池平,惟耐用性亦相對較低,經過多次使用後,電池內的鈉離子逐漸失去活性,並以鈉晶體方式堆積在陰極表面,對電子設備造成損害,故鈉離子電池距離商業化還有一段距離。

扎爾巴奇克火山近代發生兩次爆發,分別是1975至1976年及2012至2013年。1975至1976年的噴發力破壞了火山複式渣型結構,開闢了新地形,形成大量火山噴氣孔,科學家在此發現在其他地方未見過的約130種全新礦物質,最近發現的一種硫酸鹽礦物質「Petrovite、Na₁₀CaCu₂(SO₄)₈」非常特殊,外觀為球狀聚集物,顏色鮮亮的藍綠色晶體,並形成明顯的多孔狀結構,由氧原子、鈉硫及銅組成,其中銅原子罕見地連接七個氧原子,獨特結構在其他地方從未見過,被認為是通過火山氣體直接凝結而成。

待實驗室合成 方可實際應用

銅、硫與氧原子形成的通道可使鈉原子在結構中自由移動,有機會變成鈉離子電池的陰極、離子導體材料。不過要成事仍有一段路要走,最大問題是礦物晶體結構中的過渡金屬銅含量太少,因此要在實驗室嘗試通過合成具有相似結構的化合物,將其投入實際使用。

珠穆朗瑪峰頂部 驚現微塑膠污染

科學家繼兩年前在海洋最深處的「馬里亞納海溝」中發現塑膠後,近日在第一高峰「珠穆朗瑪峰」距離頂端只有數百米的位置找到細小塑膠纖維,可能來自每年數百名攻頂登山者所使用的衣服和裝備。

英國普利茅斯大學的研究團隊在珠峰5,300米至8,440米高度11個不同位置收集溪水及降雪樣本,同樣驗出微塑膠,污染最嚴重的地方來自大本營,因大多數人類活動都聚集在此,相信污染由攀山者的衣服、帳篷和繩索造成。

研究團隊表示,在偏僻和原始的雪山上亦找到微塑膠,令人瞠目結舌,代表人類需要關注和應對環保問題,建議回收和減少使用塑膠製品,和選擇由天然材料製成的衣服。

編輯:吳浩南

美術:陳超雄

俄發現火山新礦物 助研發更耐用鈉離子電池

新礦物「Petrovite」顏色貌似女士喜愛的Tiffany Blue。(聖彼得堡大學圖片)

俄發現火山新礦物 助研發更耐用鈉離子電池

聖彼得堡大學研究團隊在火山合照。(聖彼得堡大學圖片)

俄發現火山新礦物 助研發更耐用鈉離子電池

珠峰微塑料呈現纖維狀,疑來自登山者的衣服和設備。(網上圖片)