Минерал, образованный в камчатском вулкане, может стать ответом на более дешевые батареи, считают ученые.
Ключевые выводы
- Российские ученые обнаружили новый минерал в вулканическом районе Камчатки на Дальнем Востоке страны.
- Минерал, получивший название «петровит», может использоваться для питания натрий-ионных аккумуляторов.
- Батареи на основе соли будут дешевле в производстве, чем литий-ионные батареи.
Исследователи из Санкт-Петербургского университета в России обнаружили новую красивую минеральную разновидность под названием « петровит», образовавшуюся в вулканах отдаленных регион Камчатка на Дальнем Востоке страны.
Группу исследователей, обнаруживших петровит, возглавил профессор кристаллографии Станислав Филатов, изучавший минералы Камчатки более 40 лет. Согласно пресс-релизу университета, этот район отличается удивительным минералогическим разнообразием: за последние годы здесь были обнаружены десятки новых минералов.
В частности, Филатов сосредоточил свое внимание на шлаковых (или шлаковых) конусах вулканов и лавовых потоках, образовавшихся после извержений Толбачинского вулкана в 1975-1976 и 2012-2013 годах.
Взволнованные российские ученые на краю вулканической зоны на Камчатке, где был найден минерал. Фото: Санкт-Петербургский университет / Филатов
петровит, обнаруженный группой Филатова сине-зеленый минерал с химической формулой Na10CaCu2(SO4)8, содержит атомы кислорода, сера натрия и медь в пористом каркасе. «Атом меди в кристаллической структуре петровита имеет необычную и очень редкую координацию из семи атомов кислорода», - пояснил Филатов.
Ученые считают, что его структура из пустот, соединенных каналами, которые могут проходить через маленькие атомы натрия, обладает потенциалом для ионной проводимости. Минерал может быть использован в качестве катодного материала в натрий-ионных батареях. Из-за большого количества соли натрий-ионные батареи могут стать очень недорогой альтернативой литий-ионным батареям, которые сегодня можно найти во многих устройствах.
«В настоящее время самой большой проблемой для такого использования является малое количество переходного металла - меди - в кристаллической структуре минерала», - добавил Филатов. «Проблему можно решить, синтезировав в лаборатории соединение с такой же структурой, как петровит».
Кристаллическая структура, показывающая пути миграции натрия. Авторы и права: Филатов и др., Минералогический журнал, 2020 г.
Минерал получил название «петровит» вовсе не в честь (как можно было догадаться) Петра Великого, основателя Санкт-Петербурга. Санкт-Петербурге, но по признанию профессора Томаша Петрова, кристаллографа университета. Он был частью команды, которая первой в мире искусственно вырастила малахит.
Кроме ученых из Санкт-Петербургского университета, в работе принимали участие и другие российские ученые из Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН и Института химии силикатов им. Гребенщикова.