電池材料新來源：超級火山

為了更好地利用類似風能或者太陽能這樣的可再生能源，得找到一種有效存儲電能的方法，讓大風不吹太陽不亮的時候世界也有能源可用。

鋰離子電池是目前最靠譜的大規模電能存儲方式之一。馬一龍(Elon Musk)已經決定在澳大利亞造一座100兆瓦的電池工廠，能源公司AES也正在洛杉磯建一個相似規模的設施。

目前，這些電池中使用的鋰金屬大部分來自澳大利亞和智利。但根據一項最新的研究，還有一個意想不到的地方可以供應這些裝置所需要的鋰元素——超級火山。

credit:123RF

「為了減少碳排放量，未來我們將不得不使用電動汽車和大容量的電池。」論文的共同作者Gail Mahood教授說，「為了不在經濟或者政治上受制於人，在美國本土找到鋰金屬資源是非常重要的。」

斯坦福大學的團隊發明了一種新技術，用來在超級火山爆發後的火山湖中檢測鋰元素。

在上千年的時間中，火山沉積物中的鋰金屬元素滲透到了火山湖中，並在湖中以黏土的形式聚集起來。但是根據最開始火山噴出的岩漿不同，總有一些火山湖中的鋰元素含量更加豐富，所以找出哪些火山湖含有更豐富的鋰元素則是研究的關鍵。

「因為鋰是一種非常活潑的元素，所以測量鋰含量很困難。」該項研究的主要作者Tom Benson說。「通常火山學家們會測量火山岩的整體化學組成，但是這條路在檢測鋰元素的時候行不通。」

於是研究團隊找到了一種新方法檢測火山湖的鋰元素含量。Benson的團隊通過提取、加熱、分解那些困在晶體中的岩漿微粒來分析岩漿中的鋰元素含量。

儘管這個過程既繁瑣又耗時，但畢竟是一種尋找鋰元素的簡單方法。「研究表明，岩漿中的鋯元素含量與鋰元素含量幾乎是線性相關的。」Benson說。「岩漿中含鋰越多，含鋯就越少，反之亦然。」而且因為鋯比鋰穩定的多，檢測鋯的含量要容易許多。

雖然研究是以美國的現狀為基礎進行的，但是全世界未來都將面臨相似的挑戰。舉例來說，英國的「併網能量存儲市場容量預計將從2016年底的30億瓦增長到2022年的280億瓦」，AES公司能量存儲部門的市場經理Marek Kubik表示。

「這個研究既簡潔又有意思，」加拿大紐芬蘭大學的教授Stephen Piercey表示。他並沒有參與這項研究。「他們使用的微量化學檢測手段提供了一種記錄哪些種類的火山可能富含鋰元素的方法，並且可以用於協助尋找哪座超級火山的周邊環境可能具有開採鋰資源的潛力。」

住在火山周圍人們利用火山作為能量來源的歷史已經超過100年了。比如在冰島利用地熱井驅動渦輪來發電。然而這種利用火山能的狀況只能發生在活火山周圍。

Benson則表示：「我在這篇文章中討論的是那些古老的休眠火山，火山口的湖已經乾涸，古老的火山湖沉積物都暴露出來的那種。」

「地熱是用來提供能量的，而鋰元素是用來存儲能量的；兩者不是競爭的關係，而且可以互相補充。我覺得這兩種火山資源對於在全球推廣清潔能源都很重要。」

本文譯自 Wired，由譯者 Freez Sun 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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