黃石公園超級火山 汽車未來的動力來源

未來的電動車和智慧手機的動力,可能要仰賴黃石公園的超級火山。

美國科學家最近的研究報告,認為這些火山的古老沉積物含有大量的鋰。這個發現,或許可以分散全球鋰礦只集中少數來源所帶來的能源戰略風險。

圖文/鏡週刊

鋰(Lithium)是自然界最輕的金屬,瑞典化學家阿維德森(Johan August Arfvedson)在1817年首先發現。過去兩百年來,它被用在精神疾病的治療和製造核武,不過需求量並不大。目前世界上絕大多數的鋰金屬的來源,是提取自智利高原上的滷水,和澳洲的偉晶岩(pegmatite)礦床。

但是進入二十一世紀後,鋰成了鋰電池的重要成分。這個柔軟銀白色的鹼金屬如今廣泛使用在手機、筆電、相機和汽車的充電電池,身價也因此水漲船高。

像是瑞典汽車大廠Volvo已經宣布,從2019年開始,將只生產電動車和油電混合車。這代表鋰的需求未來還會持續增加,成為各方爭搶的珍貴戰略資源。

2017年8月3日,上海未來汽車展EVCard展示的自動充電系統。隨著電動車趨勢發展,全球對鋰金屬的需求將持續增加。(東方IC)

一篇發表在《自然通訊》期刊的研究中,史丹佛大學和美國地質調查局的研究員,宣稱在黃石公園的超級火山裡,發現了鋰礦的可能新來源。

所謂的「超級火山」(supervolcano),噴發時的威力大約是一般火山的一千倍。它們劇烈噴發產生的火山灰和浮石,散落在廣大的區域。

不同於一般火山噴發後形成的錐形火山口,這些超級火山因為噴發範圍過於巨大,火山口會崩塌形成大洞,形成如巨大盆地的結構,稱為「破火山口」(caldera,原意就是「鍋子」,也稱做火山臼、陷落火山口)。凹陷的部分往往蓄水,形成湖泊。除了知名的黃石公園破火山口,美國還有其他三個超級火山,分別位於奧勒岡的火山口湖(Crater Lake)、加州的長谷(Long Valley)、以及新墨西哥州的瓦勒斯火山(Valles Caldera)。

根據科學家研究,經過數千年甚至數萬年降雨和地底溫泉的淋溶作用,原本在火山岩漿中富含的鋰元素,會從火山沉積物中沖刷出來,並在火山湖沉澱,形成稱為水輝石(hectorite)的黏土,它們可望成為鋰礦開採的來源。

在未來幾十年,取得鋰礦的供應代表著巨大的利益。研究報告中也提到,它可以符合「產業界對鎘金屬日益高升需求,並分散全球鋰金屬的供應鏈。」

歷史上發生過黃金潮(gold rush),所以我們很清楚金礦是在何處,它是如何及為何形成。 但是過去我們沒有鋰金屬潮(lithium rush),現在對鋰的需求增加的速度,已經快過對這個資源在科學理解的進展。 所以,對這些資源背後的基礎科學趕快迎頭趕上非常重要。
湯瑪斯本生(Thomas Benson),論文主要作者

參考資料:

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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