來自俄羅斯火山的天藍礦石,為鈉離子電池開發帶來新契機

作者 | 發布日期 2020 年 11 月 19 日 11:00 | 分類 材料、設備 , 能源科技 , 電力儲存 Telegram share ! follow us in feedly


這塊神奇的天藍色礦石 petrovite,或許是加速鈉離子電池商業化的要素之一。

鈉離子電池的運作方式與現在常見的鋰離子電池相似,離子透過電解質在電極兩端之間來回,且鈉更是地殼含量第六多的元素,具成本低與原材料供應無虞的優勢,若成功商業化就能變成鋰離子電池的替代方案。

目前電池龍頭為鋰離子電池,應用在智慧型手機到電動車各式日常生活用品中,只是隨著需求量逐年攀升,廠商與科學家們也開始煩惱盼隨而來的鋰、鈷、鎳等電池材料供應挑戰,需要更具經濟效益、環保的電池備案。

不過鈉離子電池距離商業化還有一段距離,主要是因為鈉離子在充放電過程中,陰極會沉積一層無活性鈉晶體,電池很快就不能用了。

對此,俄羅斯聖彼得堡大學團隊在堪察加半島找到解決方案,俄羅斯極東堪察加半島上有 28 座火山,其中在托爾巴奇克火山 1975 到 1976 年與 2012 到 2013 年有爆發活動紀錄,團隊更在這兒發現幾十種特殊的礦物,有些還是獨一無二的礦石。

其中 Na10CaCu2(SO48(Petrovite)就是其中一種,由鈉硫、銅、硫和相當少見的氧原子組成,科學家對這個新礦物寄與厚望,表示該物質有著特殊的多孔框架,可以讓鈉原子自由通過,有機會變成鈉離子電池的陰極、離子導體材料。

聖彼得堡大學教授 Stanislav Filatov 表示,這材料最大的問題在於缺少過渡金屬(銅),因此未來會嘗試合成出類似的化合物。

雖然距離驗證還要一段時間,目前鈉離子電池還是沒有跨出實驗室大門,但這種新礦已為鈉離子電池研究帶來新方向,它本身也是頗具研究的材料。

(首圖為 Petrovite,來源:聖彼得堡大學