A maioria das pesquisas sobre “produtos químicos para sempre” concentra-se na melhor forma de removê-los do meio ambiente. Mas as soluções para problemas complicados surgem muitas vezes dos locais mais inesperados – como demonstrado por um novo estudo que, em vez disso, redirecciona os poluentes para se tornarem ferramentas para a extracção do precioso lítio.
Em um recente Água Natural No estudo, uma equipe liderada por pesquisadores da Rice University descreve uma nova maneira de usar substâncias perfluoroalquil e polifluoroalquil gastas, ou PFAS, para recuperar lítio de piscinas de salmoura de alta salinidade. A equipe aproveitou o conteúdo de flúor dentro das sobras de PFAS, usando-o para atrair lítio da água salgada. Notavelmente, a equipe conseguiu coletar fluoreto de lítio com 99% de pureza e confirmou que a amostra era pura o suficiente para aumentar a estabilidade e o desempenho das baterias de íons de lítio.
“Ao pensar nos resíduos como um composto potencialmente útil, fomos capazes de converter o problemático GAC-absorvido [activated carbon from spent PFAS] PFAS em um metal valioso que pode ser usado em baterias, por exemplo”, disse Yi Chang, principal autor do estudo e associado de pós-doutorado na Rice University, em um estudo. declaração.
Dois problemas em um
O PFAS está em toda parte. De acordo com os EUA Agência de Proteção Ambiental (EPA), milhares de PFAS diferentes têm sido utilizados em todos os tipos de produtos de consumo desde a década de 1940. Estes produtos químicos fabricados demoram muito tempo a decompor-se, e os investigadores detectaram PFAS em fontes naturais como o solo, o vento e as nuvens, mas também na maioria dos órgãos humanos e alimentos, como cerveja, açúcar ou maçãs.
Pesquisas realizadas pelos Centros de Controle e Prevenção de Doenças (CDC) afirmam que a maioria das pessoas nos EUA foi exposta ao PFAS, de acordo com a EPA. No entanto, ainda estão em curso pesquisas sobre até que ponto esta exposição pode levar a efeitos adversos para a saúde, tais como aumento do risco de cancro ou diminuição da fertilidade.
Por outro lado, o lítio é um recurso muito valioso para uma variedade de indústrias, mais famosa pela sua utilização em baterias para telemóveis, computadores portáteis e veículos eléctricos, de acordo com o Sociedade Real de Química. Embora o elemento em si não seja extremamente raro, a alta e crescente demanda pelo metal tem alguns especialistas projetando uma grave escassez mundial até ao final de 2030.
Dando nova vida ao PFAS?
O novo método aborda essencialmente etapas adicionais até o final do ciclo de vida do PFAS – ou seja, quando o produto químico realmente se torna um passivo ambiental. Especificamente, a equipe reuniu carvão ativado granular saturado com PFAS, ou um material filtrante que remove produtos químicos nocivos da espuma de combate a incêndios.
“Em vez de tratar esse material gasto como um ponto final, o [team] usou-o como uma entrada “, disseram os pesquisadores no comunicado. Fascinantemente, a equipe criou um sistema semelhante a um eletrodo usando sucata de carbono embebida em PFAS e salmoura muito salgada contendo diferentes elementos.
Quando a mistura foi rapidamente aquecida até 1.832 graus Fahrenheit (1.000 graus Celsius) e depois rapidamente resfriada novamente, o fluoreto no PFAS se separou e se ligou aos íons positivos na salmoura, criando novos compostos, incluindo o fluoreto de lítio. Além do mais, este tratamento transformou o carbono carregado de PFAS em “resíduos não tóxicos”, disseram os pesquisadores.
Os pesquisadores então reaqueceram o sistema até o ponto de ebulição do fluoreto de lítio, 3.049 graus F (1.676 graus C), para separar o lítio do amálgama. Isso permitiu à equipe recuperar 82% do fluoreto de lítio disponível com 99% de pureza, de acordo com o artigo.
Grande ciência a partir de ideias estranhas
Mais importante ainda, a equipe incorporou o fluoreto de lítio recuperado nos eletrólitos da bateria de íons de lítio, monitorando como a adição afetou o desempenho da bateria em comparação com células vazias sem tratamento. Um mês depois, a equipe identificou sinais claros de que as baterias com o lítio extraído apresentavam capacidade maior e mais consistente.
Em seguida, a equipe comparou o seu método com as técnicas existentes de extração de lítio para ver se a sua descoberta, embora emocionante, também poderia ser praticamente superior. No artigo, a equipe argumenta que o método realmente tem menor impacto ambiental e poderia gerar cinco vezes mais lucro do que outros processos.
Essa é sem dúvida uma afirmação ambiciosa a ser feita, e precisaremos dar algum tempo aos especialistas independentes para analisar a análise. Ainda assim, as descobertas mostram como a menor mudança de perspectiva pode dar origem a resultados fascinantes. E se a equipe cumprir suas promessas, estaremos realmente matando dois coelhos com uma cajadada só em alguns dos desafios mais complicados que enfrentamos.
