黄石公园超级火山 汽车未来的动力来源

ettoday / 2017年12月21日 12:27

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未来的电动车和智慧手机的动力,可能要仰赖黄石公园的超级火山。

美国科学家最近的研究报告,认为这些火山的古老沉积物含有大量的锂。这个发现,或许可以分散全球锂矿只集中少数来源所带来的能源战略风险。

图文/镜週刊

锂(Lithium)是自然界最轻的金属,瑞典化学家阿维德森(Johan August Arfvedson)在1817年首先发现。过去两百年来,它被用在精神疾病的治疗和製造核武,不过需求量并不大。目前世界上绝大多数的锂金属的来源,是提取自智利高原上的滷水,和澳大利亚的伟晶岩(pegmatite)矿床。

但是进入二十一世纪后,锂成了锂电池的重要成分。这个柔软银白色的硷金属如今广泛使用在手机、笔电、相机和汽车的充电电池,身价也因此水涨船高。

像是瑞典汽车大厂Volvo已经宣布,从2019年开始,将只生产电动车和油电混合车。这代表锂的需求未来还会持续增加,成为各方争抢的珍贵战略资源。

2017年8月3日,上海未来汽车展EVCard展示的自动充电系统。随着电动车趋势发展,全球对锂金属的需求将持续增加。(东方IC)

一篇发表在《自然通讯》期刊的研究中,史丹佛大学和美国地质调查局的研究员,宣称在黄石公园的超级火山里,发现了锂矿的可能新来源。

所谓的「超级火山」(supervolcano),喷发时的威力大约是一般火山的一千倍。它们剧烈喷发产生的火山灰和浮石,散落在广大的区域。

不同于一般火山喷发后形成的锥形火山口,这些超级火山因为喷发範围过于巨大,火山口会崩塌形成大洞,形成如巨大盆地的结构,称为「破火山口」(caldera,原意就是「锅子」,也称做火山臼、陷落火山口)。凹陷的部分往往蓄水,形成湖泊。除了知名的黄石公园破火山口,美国还有其他三个超级火山,分别位于奥勒冈的火山口湖(Crater Lake)、加州的长谷(Long Valley)、以及新墨西哥州的瓦勒斯火山(Valles Caldera)。

根据科学家研究,经过数千年甚至数万年降雨和地底温泉的淋溶作用,原本在火山岩浆中富含的锂元素,会从火山沉积物中沖刷出来,并在火山湖沉澱,形成称为水辉石(hectorite)的黏土,它们可望成为锂矿开採的来源。

在未来几十年,取得锂矿的供应代表着巨大的利益。研究报告中也提到,它可以符合「产业界对镉金属日益高升需求,并分散全球锂金属的供应链。」

历史上发生过黄金新新潮(gold rush),所以我们很清楚金矿是在何处,它是如何及为何形成。 但是过去我们没有锂金属新新潮(lithium rush),现在对锂的需求增加的速度,已经快过对这个资源在科学理解的进展。 所以,对这些资源背后的基础科学赶快迎头赶上非常重要。 汤玛斯本生(Thomas Benson),论文主要作者

参考资料:

Yellowstone supervolcano could power electric cars of the future(Newsweek)

New source of energy-critical lithium found in supervolcanoes, Stanford researchers find(Stanford news)


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