Российские ученые открыли новый минерал для батарей будущего
Научная группа под руководством профессора кафедры кристаллографии Санкт-Петербургского университета Станислава Филатова обнаружила на Камчатке новый вид минералов - петровит. Находку ученые назвали в честь выдающегося кристаллографа, профессора СПбГУ Томаса Георгиевича Петрова, который совместно со своими учениками Аркадием Гликиным и Сергеем Мошкиным первым в мире создал технологию выращивания ювелирного малахита.
Уже более 40 лет профессор Санкт-Петербургского университета Станислав Филатов совместно с коллегами из других научных организаций России изучает минералогию шлаковых конусов и лавовых потоков фумарол на Камчатке, которые образовались после двух крупных извержений вулкана Толбачик - в 1975-1976 и 2012−2013 годах. Эта территория отличается особым минералогическим разнообразием - за последние годы исследователям удалось обнаружить здесь десятки новых минералов, многие из которых не имеют аналогов в мире.
Недавняя находка ученых СПбГУ, петровит Na10CaCu2(SO4)8, образует голубые глобулярные корочки из таблитчатых кристаллов, содержащих газовые включения. «Атом меди в кристаллической структуре петровита имеет необычную и очень редкую координацию семью атомами кислорода. Такую координацию имеет только пара соединений, а также минерал саранчинаит, который был открыт нашими коллегами из СПбГУ - научной группой профессора Олега Сийдры», - отметил руководитель проекта профессор Станислав Филатов.
Минерал состоит из атомов кислорода, серы, натрия и меди, которые образуют пористый каркас. Пустоты соединены между собой каналами, по которым могут перемещаться относительно мелкие атомы натрия. Таким образом, ученые установили, что структурный тип петровита является перспективным для ионной проводимости и может использоваться в качестве катодного материала для натрий-ионных батарей.
«Сегодня наибольшую проблему для подобного использования представляет небольшое количество переходного металла - меди - в кристаллической структуре минерала. Возможно, ее можно будет решить с помощью синтеза соединения, обладающего такой же структурой, как и петровит, в лаборатории», - сообщил ученый.
Исследование выполнил коллектив ученых из разных научных организаций со всей страны. Минералогическую диагностику провела ведущий научный сотрудник Института вулканологии и сейсмологии Дальневосточного отделения РАН Лидия Вергасова - крупнейший специалист в области минералогии вулканических эксгаляций в России. Сотрудник Института химии силикатов имени И. В. Гребенщикова, выпускник СПбГУ Андрей Шаблинский изучил кристаллическую структуру нового минерального типа и описал ее вместе с профессором СПбГУ, руководителем Кольского научного центра членом-корреспондентом РАН Сергеем Кривовичевым. Помимо этого Андрей Шаблинский провел рентгенофазовый анализ и вместе с руководителем группы, профессором СПбГУ Станиславом Филатовым определил оптические константы минерала. Химический состав минерала установила Светлана Москалева - научный сотрудник Института вулканологии и сейсмологии Дальневосточного отделения РАН.
Несмотря на то, что большинство последних открытий минералогов и кристаллографов СПбГУ связано именно с полуостровом Камчатка, много новых минералов ученые обнаруживают в самых необычных местах. Среди находок 2008−2017 годов есть образцы из полярной Якутии, Кольского полуострова (месторождение Ковдор), Израиля (пустыня Негев), Греции, Танзании, ЮАР, Иордании и многих других. Подробнее об этих открытиях можно узнать на виртуальной выставке Минералогического музея СПбГУ. Результаты исследований опубликованы в журнале Mineralogical Magazine.
Источник
Еще прочитать:
Российские ученые обнаружили новый физический парадокс
Водородное топливо станет дешевле благодаря российским ученым
Российские ученые работают над прорывными технологиями строительства в условиях вечной мерзлоты
Российский ученый раскрыл философский смысл шумерских выражений
Российские ученые создали "пожирателя" нефтепродуктов в сточных водах
Российские ученые разработали новый прибор для наблюдения за Солнцем