Wissenschaftler entdecken ein wunderschönes neues Mineral – und es sieht vielversprechend für die Herstellung von Batterien aus.

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Seit mehr als 40 Jahren untersucht Stanislav Filatov, Professor an der Universität St. Petersburg, zusammen mit Kollegen aus anderen Forschungseinrichtungen in Russland die Mineralogie von Scoria-Zapfen und Lavaströmen von Fumarolen in Kamtschatka. Sie entstanden nach zwei großen Ausbrüchen des Vulkans Tolbachik – 1975-1976 und 2012-2013. Dieses Gebiet ist in seiner mineralogischen Vielfalt einzigartig. In den letzten Jahren haben Forscher hier Dutzende neuer Mineralien entdeckt, von denen viele weltweit einzigartig sind.

Der jüngste Fund der Wissenschaftler der Universität St. Petersburg, Petrovit, Na10CaCu2(SO4)8, kommt als blaue kugelförmige Aggregate tafelförmiger Kristalle mit gasförmigen Einschlüssen vor. “Das Kupferatom in der Kristallstruktur von Petrovit hat eine ungewöhnliche und sehr seltene Koordination von sieben Sauerstoffatomen. Eine solche Koordination ist nur für einige wenige Verbindungen charakteristisch, ebenso wie für Saranchinait, das von unseren Kollegen von der Universität St. Petersburg – dem Forschungsteam von Professor Oleg Siidra – entdeckt wurde”, sagte der Projektleiter, Professor Stanislav Filatov.

Das Mineral besteht aus Sauerstoffatomen, Natrium-Schwefel und Kupfer, die ein poröses Gerüst bilden. Die Hohlräume sind durch Kanäle miteinander verbunden, durch die sich relativ kleine Natriumatome bewegen können. Die Wissenschaftler haben daher festgestellt, dass der Strukturtyp Petrovit vielversprechend für die Ionenleitfähigkeit ist und als Kathodenmaterial für Natriumionenbatterien verwendet werden kann.

“Das größte Problem bei dieser Verwendung ist derzeit die geringe Menge eines Übergangsmetalls – Kupfer – in der Kristallstruktur des Minerals. Es könnte durch die Synthese einer Verbindung mit der gleichen Struktur wie Petrovit im Labor gelöst werden”, sagte Stanislav Filatov.

Referenz: “Petrovit, Na10CaCu2(SO4)8, ein neues fumarolisches Sulfat aus der großen Tolbachik-Spalteneruption, Halbinsel Kamtschatka, Russland” von Stanislav K. Filatov, Andrey P. Shablinskii, Sergey V. Krivovichev, Lidiya P. Vergasova und Svetlana V. Moskaleva, 30. Juni 2020, Mineralogische Zeitschrift.
DOI: 10.1180/mgm.2020.53

Die Studie wurde von einem Team von Wissenschaftlern aus verschiedenen Forschungseinrichtungen aus ganz Russland durchgeführt. Die mineralogische Diagnose wurde von Lidiya Vergasova, einer leitenden Forschungsmitarbeiterin am Institut für Vulkanologie und Seismologie der fernöstlichen Abteilung der Russischen Akademie der Wissenschaften, durchgeführt. Sie ist eine große Expertin auf dem Gebiet der Mineralogie vulkanischer Ausdünstungen in Russland. Andrey Shablinskii, ein Mitarbeiter des Grebenschtschikow-Instituts für Silikatchemie und Absolvent der Universität St. Petersburg, untersuchte die Kristallstruktur des neuen Mineraltyps. Er beschrieb sie zusammen mit Sergey Krivovichev, Professor an der Universität St. Petersburg, Leiter des Kola-Wissenschaftszentrums, korrespondierendes Mitglied der Russischen Akademie der Wissenschaften. Zusätzlich führte Andrey Shablinskii eine Röntgenphasenanalyse durch und identifizierte zusammen mit Stanislav Filatov, Leiter des Forschungsteams, Professor an der Universität St. Petersburg, die optischen Konstanten des Minerals. Die chemische Zusammensetzung des Minerals wurde von Swetlana Moskalewa, einer Forschungsmitarbeiterin am Institut für Vulkanologie und Seismologie des fernöstlichen Zweigs der Russischen Akademie der Wissenschaften, bestimmt.

Obwohl die meisten der jüngsten Entdeckungen der Mineralogen und Kristallographen der Universität St. Petersburg mit der Halbinsel Kamtschatka in Verbindung gebracht werden, entdecken Wissenschaftler viele neue Mineralien an den ungewöhnlichsten Orten. Unter den Funden in den Jahren 2008-2017 befinden sich Proben aus dem polaren Jakutien, der Kola-Halbinsel (Lagerstätte Kovdor), Israel (Negev-Wüste), Griechenland, Tansania, Südafrika, Jordanien und vielen anderen. Weitere Informationen über diese Entdeckungen finden Sie in der virtuellen Ausstellung des Mineralogischen Museums der Universität St. Petersburg auf der Plattform IZI.Travel.

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