Možno si o nich nikdy nepočul, no s najväčšou pravdepodobnosťou ich máš doma. Perfluóroalkylové a polyfluóroalkylové látky, skrátene PFAS, sa používajú v nepriľnavých panviciach, nepremokavých tkaninách, obaloch potravín, hasiacich penách a desiatkach ďalších produktov.

Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní

Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okne

Ich výnimočnosť spočíva v tom, že sú neuveriteľne odolné voči vode, teplu aj mastnotám. Táto vlastnosť pochádza z väzieb medzi atómami uhlíka a fluóru, ktoré patria k najsilnejším vo svete chémie. Práve preto sa PFAS v prírode prakticky nerozkladajú a akumulujú sa v pôde, vode aj v ľudskom tele po desiatky rokov. Vedci ich preto neoficiálne prezývajú „večné chemikálie“.

Niektoré z nich sú spájané so zvýšeným rizikom onkologických ochorení, porúch imunitného systému či hormonálnych problémov, čo z nich robí jeden z najzávažnejších environmentálnych problémov súčasnosti.

​Užitočný odpad

Väčšina výskumov sa doteraz sústredila na to, ako PFAS z vody odstrániť a niekam uložiť. Tím chemika Jamesa Toura z Rice University sa však vydal úplne inou cestou. Namiesto toho, aby hľadal spôsob, ako sa večných chemikálií zbaviť, rozhodol sa ich premeniť na hodnotný produkt.

Konkrétne ide o fluorid lítny, látku využiteľnú priamo v batériách. Štúdia bola nedávno publikovaná v odbornom časopise Nature Water. Celý proces sa začína aktívnym uhlím, ktoré sa bežne používa na zachytávanie PFAS z kontaminovaných zdrojov, napríklad z hasiacich pien.

Článok pokračuje pod videom ↓

Tento materiál po nasýtení PFAS väčšinou končí na skládkach alebo v spaľovniach, čím vzniká ďalší odpadový problém. Tourov tím ho však využíva ako vstupný materiál.

Vedci zmiešali nasýtené aktívne uhlie s vysoko slanou vodou obsahujúcou lítium a ďalšie kovy a celú zmes elektricky zahrievali na teplotu nad 1 000 stupňov Celzia. Extrémne teplo prerušilo väzby fluóru v molekulách PFAS a uvoľnený fluór sa okamžite spojil s lítiom z roztoku. Výsledkom bol fluorid lítny.

To, čo robí tento postup zaujímavým, je ďalší krok – oddelenie fluoridu lítneho od ostatných solí. Keďže každá zlúčenina vrie pri inej teplote, vedci dokázali fluorid lítny jednoducho vydestilovať zo zmesi a zachytiť v čistej forme.

Výsledná čistota dosiahla 99 percent a zároveň sa podarilo zachytiť 82 percent dostupného lítia. Extrahovaný fluorid lítny bol následne zabudovaný do elektrolytov lítiových batérií, kde preukázal stabilitu porovnateľnú s komerčnými zdrojmi.

baktéria a výskumníčka
Freepik/Unsplash (Úprava redakcie)

Udržateľný postup, ktorý šetrí prírodu

Dôležitý je aj ekologický rozmer celého výskumu. Keď vedci porovnali nový postup s bežnými priemyselnými metódami ťažby lítia zo slaných vôd, dosiahol lepšie výsledky vo viacerých ukazovateľoch. Spotrebuje menej vody, vyžaduje menej energie a jeho celkový dopad na klímu je nižší.

Navyše celý proces trvá len niekoľko minút, čo je v porovnaní s konvenčnými postupmi obrovský rozdiel. Projekt pritom financovalo okrem iných aj americké letectvo a Armádny zbor inžinierov, čo naznačuje, že záujem o technológiu presahuje rámec akademickej obce.

​Rovnaký tím, iná stratégia

Výskum Tourovho tímu nie je prvý pokus Rice University s chemikáliami PFAS. Predchádzajúce práce tej istej skupiny, ktoré boli publikované minulý rok, ukázali, že PFAS sa dajú zničiť pomocou krátkych elektrických výbojov.

Tá metóda dosiahla viac ako 96-percentnú účinnosť rozkladu fluóru a zároveň premenila zvyšný materiál na grafén, hodnotný priemyselný materiál. Teraz tím posunul myšlienku ešte ďalej – namiesto priamej likvidácie navrhuje jeho využitie. Vedci tak dokazujú, že odpad nemusí byť nutne problémom, ak sa naň pozrieš z iného uhla pohľadu.

Lítium je pritom strategická surovina, ktorej dopyt rastie kvôli rozmachu elektromobilov a batériového priemyslu. Väčšina jeho svetových zásob sa ťaží v Južnej Amerike za podmienok, ktoré sú ekologicky aj sociálne neuspokojivé.

Ak by sa podarilo čo i len časť potrebného lítia získavať recykláciou nebezpečného odpadu, bol by to výrazný prínos nielen pre životné prostredie, ale aj pre energetickú bezpečnosť krajín závislých od jeho dovozu.

Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní

Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okne

Čítajte viac z kategórie: Ekológia

Pošli nám TIP na článok



Teraz čítajú

NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP