El nuevo y extraño mineral que científicos descubrieron en volcán ruso y que podría revolucionar la producción de baterías

Durante más de 40 años, Stanislav Filatov, profesor de la Universidad de San Petersburgo, junto con colegas de otras instituciones de investigación en Rusia, ha estado estudiando la mineralogía de conos de escoria y flujos de lava de fumarolas en Kamchatka, una península volcánica de 1.250 km de longitud situada en el extremo oriente ruso. La zona tuvo dos grandes erupciones del volcán Tolbachik, entre los años 1975-1976 y 2012-2013.

La historia volcánica de Tolbachik se remonta a miles de años y es un territorio único en su diversidad mineralógica. La fuerza de las explosiones durante el evento de la década de los 70 destrozó muchos conos de ceniza en el complejo volcánico, desbloqueando un terreno rocoso que desde entonces se ha descubierto que es una rica veta de depósitos de fumarolas y minerales desconocidos nunca antes vistos en ningún otro lugar.

Ese grupo de investigadores de la Universidad de San Petersburgo sorprendió ahora con un nuevo hallazgo. Se trata de un mineral hasta ahora desconocido, al que bautizaron Petrovita, Na10CaCu2 (SO4) 8, que se produce como agregado globular azul de cristales tabulares con inclusiones gaseosas.

El mineral lleva el nombre del Tomas Georgievich Petrov, investigador que hizo grandes contribuciones en el campo de la mineralogía y cristalografía, así como la tecnología desarrollada para la producción industrial de joyería de malaquita.

“El átomo de cobre en la estructura cristalina de la petrovita tiene una coordinación inusual y muy rara de siete átomos de oxígeno. Tal coordinación es característica de solo un par de compuestos, así como de la saranchinaita, que fue descubierta por nuestros colegas de la Universidad de San Petersburgo, por el equipo de investigación del profesor Oleg Siidra”, señaló en un comunicado el director del proyecto, el profesor Stanislav Filatov.

La investigación, publicada en Mineralogical Magazine, señala que el nuevo mineral consta de átomos de oxígeno, azufre de sodio y cobre, que forman una estructura porosa. Los vacíos están conectados entre sí por canales a través de los cuales pueden moverse átomos de sodio relativamente pequeños.

Por su estructura, los científicos han establecido que el tipo estructural de petrovita es prometedor para la conductividad iónica (capacidad para conducir la electricidad) y se puede utilizar como material de cátodo para baterías de iones de sodio. Podría sustituir a las baterías de iones de litio que se utilizan actualmente en los vehículos eléctricos, pero también en los teléfonos inteligentes o en los computadores portátiles.

El mineral fue analizado químicamente por Svetlana Moskaleva, investigadora del Instituto de Vulcanología y Sismología del Departamento de Extremo Oriente de la Academia de Ciencias de Rusia. Moskaleva y su equipo asumen que Petrovita se puede utilizar para fabricar baterías renovables.

El sodio es abundante en la corteza terrestre y una batería de iones de sodio es una alternativa prometedora para almacenar energía. “En la actualidad, el mayor problema de este uso es la pequeña cantidad de un metal de transición, el cobre, en la estructura cristalina del mineral. Podría resolverse sintetizando un compuesto con la misma estructura que la petrovita en el laboratorio”, indicó Filatov.

A pesar de que la mayoría de los descubrimientos recientes de mineralogistas y cristalógrafos de la Universidad de San Petersburgo están asociados con la península de Kamchatka, los científicos descubren muchos minerales nuevos en los lugares más inusuales. Entre los hallazgos en 2008-2017 hay muestras de Yakutia polar, la península de Kola (depósito de Kovdor), Israel (el desierto de Negev), Grecia, Tanzania, Sudáfrica, Jordania y muchos otros.