一見すると、 モンモリロナイト（MMT） 一見「土」のように見えるが、実は「目に見えない」新たなエネルギー鉱物であり、その価値は発見され、開発が進められている。
モンモリロナイトは層状珪酸塩鉱物です。その構造は、八面体中の高原子価アルミニウム原子が低原子価原子に容易に置換される性質を有しています。この置換により、層状構造は負電荷を帯びます。構造を安定化させるため、モンモリロナイトは周囲のNa⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Al³⁺、K⁺などの陽イオンを吸着します。この独自の特性により、モンモリロナイトは強力な吸着能と陽イオン交換能を有します。これらの構造特性は、新たなエネルギー用途において大きな可能性を秘めています。
リチウム電池材料
固体電解質
研究によれば、無機充填剤としての MMT は、固体高分子電解質 (SPE) のイオン伝導性と機械的強度を大幅に向上させることができます。
人工SEI層
リチウム修飾MMT （リチウムMMT） 人工固体電解質界面（SEI）フィルムの機械的特性を向上させます。高速なLi⁺輸送チャネルを提供し、リチウムデンドライトの成長を抑制します。Li-MMT SEI層を備えたフルLi-LiFePO₄バッテリーは、優れたレート特性を発揮します。1Cで400サイクル後も、90.6%の容量を維持します。
セパレータの最適化
Li-MMTは強力な吸着特性を持つことから、セパレータ改質に用いられています。市販のPEセパレータと比較して、Li-MMTは電極-電解質界面におけるLi⁺の分布を改善します。これにより、選択的なLi析出が抑制され、局所的な電流密度が低下し、デンドライトの成長が抑制されます。
液体電解質の最適化
リチウム金属電池において、MMTはPEOベースの電解質よりもリチウムとの親和性が強く、ゼータ電位は+26 mVに達します。これにより、MMT表面付近にリチウムイオンが濃縮されます。Liの吸蔵・脱離時には、過電位がわずかに上昇し、-57.7 mVに達します。これにより、銅集電体へのLi⁺析出が促進されます。
キャリア材料
研究者らは、水熱合成法を用いて窒素ドープMMT/カーボンナノチューブ複合体（NMCNT）を作製した。この複合体は、リチウム硫黄電池の硫黄ホストとして用いることで、シャトル効果を抑制する。窒素ドープはポリサルファイドの吸着を改善し、容量損失を低減し、サイクル安定性を向上させる。
スーパーキャパシタ
テンプレート素材
パリゴルスカイト、モンモリロナイト、ハロイサイト、珪藻土などの天然鉱物は、特定の形態を持つ多孔質炭素または導電性ポリマーを合成するためのテンプレートとして使用されます。
電極キャリア
MMTは活物質をサポートし、静電容量、形態制御、サイクル安定性を向上させます。
メタン貯蔵材料
吸着天然ガス（ANG）技術は注目を集めています。圧縮天然ガスや液化天然ガスに比べて、低コスト、安全性、利便性に優れています。研究によると、粘土鉱物はシェールガスの生成にプラスの影響を与え、メタンを効果的に貯蔵できることが示されています。
光触媒および電気触媒材料
電気触媒は、電極と電解質の界面における電荷移動を促進します。水素発生、酸素発生、脱窒反応など、幅広い分野で応用されています。モンモリロナイトなどの粘土は触媒担体として機能し、粒子の凝集を防ぎ、増感剤の安定性を高め、反応選択性を向上させます。
相変化エネルギー貯蔵材料
相変化材料（PCM）は、相転移の際に熱を吸収または放出します。天然鉱物はPCMシステムにおいて重要な役割を果たします。鉱物自体は、核剤や増粘剤を用いて処理することで無機PCMとして機能します。一方、その多孔質構造はPCMの貯蔵担体として優れています。
エピックパウダー
モンモリロナイトは単なる鉱物ではありません。未来のエネルギーシステムを支える多用途の材料です。リチウム電池からスーパーキャパシタ、メタン貯蔵、触媒、相変化材料に至るまで、その層状構造は安定性、イオン交換性、そして多機能性能を提供します。その潜在能力を最大限に引き出すには、超微粉砕と表面改質が不可欠です。Epic Powderは、高度な粉砕設備と20年以上にわたる粉体処理の専門知識を活かし、高純度で超微粉砕されたモンモリロナイト粉末を製造するためのカスタマイズされたソリューションを提供しています。これらのソリューションは、エネルギー材料メーカーがより高い効率、安定性、そして性能を実現することを可能にします。
