ศักยภาพของมอนต์มอริลโลไนต์ในสาขาพลังงานใหม่
มอนต์มอริลโลไนต์ (MMT) เป็นแร่ซิลิเกตแบบชั้น โครงสร้างของมอนต์มอริลโลไนต์ อะตอมอะลูมิเนียมที่มีวาเลนซ์สูงในออกตาฮีดราอะลูมิเนียม-ออกซิเจน สามารถถูกแทนที่ได้อย่างง่ายดายด้วยอะตอมที่มีวาเลนซ์ต่ำ ทำให้เกิดประจุลบระหว่างชั้น เพื่อรักษาเสถียรภาพของโครงสร้างระหว่างชั้น มอนต์มอริลโลไนต์จะดูดซับไอออนบวก เช่น Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+ และ K+ จากสภาพแวดล้อม คุณสมบัตินี้ทำให้มอนต์มอริลโลไนต์มีความสามารถในการดูดซับและแลกเปลี่ยนไอออนบวกได้อย่างมีประสิทธิภาพ โครงสร้างและความสามารถในการแลกเปลี่ยนที่เป็นเอกลักษณ์นี้ทำให้มอนต์มอริลโลไนต์มีศักยภาพอย่างมากสำหรับการนำไปประยุกต์ใช้ในสาขาเทคโนโลยีพลังงานใหม่
วัสดุแบตเตอรี่ลิเธียม
(1) สำหรับอิเล็กโทรไลต์แบบโซลิดสเตต
งานวิจัยจำนวนมากแสดงให้เห็นว่ามอนต์มอริลโลไนต์ (MMT) ซึ่งเป็นสารตัวเติมอนินทรีย์ชนิดใหม่ สามารถปรับปรุงสภาพการนำไฟฟ้าไอออนิกและสมบัติเชิงกลของอิเล็กโทรไลต์พอลิเมอร์แบบของแข็ง (SPE) ได้อย่างมีนัยสำคัญ
(2) การสร้างชั้น SEI เทียม
ในฟิล์มโซลิดอิเล็กโทรไลต์เฟส (SEI) เทียม มอนต์มอริลโลไนต์-ลิเธียม (Li-MMT) แบบเป็นชั้นๆ จะให้คุณสมบัติเชิงกลที่ดีแก่ชั้น SEI และมีช่องลำเลียง Li+ ซึ่งช่วยยับยั้งการเติบโตของลิเธียมเดนไดรต์ เซลล์ Li-LiFePO4 แบบเต็มเซลล์ที่ประกอบเข้ากับชั้น SEI Li-MMT ได้รับประโยชน์จากช่อง Li+ ที่รวดเร็วใน Li-MMT ทำให้ประสิทธิภาพอัตราการทำงานที่เหนือกว่า และรักษาอัตราการเก็บรักษาความจุได้สูงถึง 90.6% หลังจาก 400 รอบที่อัตรา 1C
(3) การปรับปรุงประสิทธิภาพตัวแยก
MMT ถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพตัวแยกเนื่องจากคุณสมบัติการดูดซับที่ยอดเยี่ยม เมื่อเปรียบเทียบกับตัวแยก PE เชิงพาณิชย์ ตัวแยกที่ปรับปรุงด้วย Li-MMT มีความเข้มข้นของ Li+ ที่สูงกว่าที่บริเวณรอยต่อระหว่างอิเล็กโทรด/อิเล็กโทรไลต์ ซึ่งช่วยลดการสะสมลิเธียมแบบจำเพาะเจาะจง ลดความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า และยับยั้งการเติบโตของเดนไดรต์
(4) การปรับปรุงอิเล็กโทรไลต์เหลวให้เหมาะสม
ในระบบแบตเตอรี่ลิเธียมเมทัล เมื่อเปรียบเทียบกับอิเล็กโทรไลต์ PEO มอนต์มอริลโลไนต์มีความสัมพันธ์กับลิเธียมโลหะได้ดีกว่า โดยมีศักย์ซีตาอยู่ที่ +26 มิลลิโวลต์ ซึ่งส่งเสริมการเพิ่มปริมาณของลิเธียมไอออนใกล้พื้นผิวมอนต์มอริลโลไนต์ ด้วยการดูดซับและแยกลิเธียมไอออน ศักย์เกินจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเป็น -57.7 มิลลิโวลต์ ชี้นำให้ลิเธียมไอออนเคลื่อนตัวจากมอนต์มอริลโลไนต์และสะสมบนพื้นผิวของตัวรับกระแสไฟฟ้าทองแดง
(5) วัสดุพาหะ
ตัวเก็บประจุยิ่งยวด
วัสดุแม่แบบ
แร่ธาตุธรรมชาติบางชนิดมีสัณฐานวิทยาเฉพาะ เช่น แอตตาพัลไกต์ มอนต์มอริลโลไนต์ ฮัลลอยไซต์ และไดอะโทไมต์ ซึ่งมักใช้เป็นแม่แบบในการสังเคราะห์วัสดุคาร์บอนที่มีรูพรุนที่มีสัณฐานวิทยาเฉพาะ นอกจากนี้ โพลิเมอร์นำไฟฟ้าที่มีสัณฐานวิทยาเฉพาะยังสามารถสังเคราะห์ได้โดยใช้วิธีแม่แบบแร่ (2) วัสดุพาหะอิเล็กโทรด
เพื่อให้ได้วัสดุแอคทีฟที่มีสัณฐานวิทยาเฉพาะเจาะจง พร้อมๆ กับเพิ่มความจุจำเพาะและปรับปรุงเสถียรภาพในการหมุนเวียน วัสดุแอคทีฟสามารถบรรจุลงบนพื้นผิวของแร่ธาตุ เช่น มอนต์มอริลโลไนต์และฮัลลอยไซต์ได้
วัสดุกักเก็บก๊าซมีเทน
ปัจจุบัน นักวิจัยกำลังศึกษาการใช้เทคโนโลยีการกักเก็บก๊าซธรรมชาติแบบดูดซับ ซึ่งประหยัด สะดวก และปลอดภัย เป็นทางเลือกแทนเทคโนโลยีก๊าซธรรมชาติอัดและก๊าซธรรมชาติเหลวแบบดั้งเดิม การศึกษาแสดงให้เห็นว่าแร่ดินเหนียวมีบทบาทเชิงบวกในการก่อตัวและพัฒนาแหล่งกักเก็บก๊าซจากชั้นหิน และมีความสามารถในการกักเก็บก๊าซ
วัสดุเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้า
การเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้าเป็นกระบวนการเร่งปฏิกิริยาชนิดหนึ่งที่เร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนประจุที่รอยต่อระหว่างอิเล็กโทรดและอิเล็กโทรไลต์ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาต่างๆ เช่น วิวัฒนาการของไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้าเคมี วิวัฒนาการของออกซิเจน และการลด NOx แร่ดินเหนียว เช่น มอนต์มอริลโลไนต์ ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในฐานะตัวพาสำหรับส่วนประกอบปฏิกิริยาอิเล็กโทรแคตาไลติกโฟโตอิเล็กโทร เพื่อป้องกันการรวมตัวของอนุภาค ปรับปรุงเสถียรภาพของโมเลกุลสารไวแสง และเพิ่มการเลือกปฏิกิริยา
วัสดุกักเก็บพลังงานความร้อนแบบเปลี่ยนเฟส
วัสดุกักเก็บพลังงานความร้อนแบบเปลี่ยนเฟส (PCM) เป็นวัสดุฟังก์ชันชนิดใหม่ที่ใช้การดูดซับหรือปลดปล่อยความร้อนในระหว่างการเปลี่ยนเฟสเพื่อกักเก็บและปลดปล่อยพลังงานความร้อน แร่ธาตุธรรมชาติมีบทบาทสำคัญในสาขาการกักเก็บพลังงานความร้อนแบบเปลี่ยนเฟส ในแง่หนึ่ง แร่ธาตุธรรมชาติเองก็เป็นวัสดุเปลี่ยนเฟสอนินทรีย์ที่ยอดเยี่ยม และสามารถแปรรูปเป็นวัสดุกักเก็บพลังงานความร้อนแบบเปลี่ยนเฟสประสิทธิภาพสูงได้หลังจากเติมสารเร่งปฏิกิริยาและสารเพิ่มความข้นที่เหมาะสม ในอีกแง่หนึ่ง โครงสร้างที่มีรูพรุนของแร่ธาตุสามารถทำหน้าที่เป็นตัวพาที่ดีเยี่ยมสำหรับวัสดุกักเก็บพลังงานความร้อนแบบเปลี่ยนเฟส