Batterijfalen inspireert tot route om PFAS te vernietigen

Aan de University of Chicago is een electrochemische techniek ontwikkeld die gebruikmaakt van processen uit batterijchemie om per‑ en polyfluoralkylstoffen (PFAS) efficiënt af te breken. Deze aanpak levert bijna volledige degradatie zonder gevaarlijke tussenproducten en kan engineers helpen bij het ontwerpen van modulaire waterzuiveringssystemen en infrastructuur voor milieuremediatie.

PFAS‑verbindingen zijn technisch uitdagend om te verwijderen uit water en bodem vanwege de extreem sterke koolstof‑fluorbindingen die deze moleculen resistent maken tegen conventionele chemische afbraak. Een team onder leiding van assistent‑professor Chibueze Amanchukwu heeft nu een methode gepresenteerd om de ‘forever chemicals’ bijna volledig te degraderen met behulp van electrochemische processen die geïnspireerd zijn op batterijfalen.

Het onderzoek is gepubliceerd in Nature.

Falen als inspiratie: lithium‑gemedieerde reductie

In traditionele batterijen leidt degradatie van sommige chemische componenten tot prestatieverlies. De onderzoekers gebruiken de omstandigheden die in batterijen elektrochemische degradatie veroorzaken om PFAS‑moleculen bewust af te breken.

Hiervoor dient een lithium‑gemedieerde elektroreductie in niet‑waterige elektrolyten, gecombineerd met aangepaste koperelektroden, om elektronen direct in PFAS‑verbindingen te injecteren. Door deze reductieve aanpak worden bijna alle koolstof‑fluorbindingen verbroken: in tests resulteerden ze in ~94 % defluorinatie en ~95 % totale degradatie van PFOA. Van de 33 PFAS‑varianten die in de studie zijn getest, liet een meerderheid (>70 %) significante degradatie zien, met sommige zelfs tot ~99 % afbraak.

De route is een wezenlijk anders dan veel conventionele oxidatieve PFAS‑behandelingstechnieken, omdat het voorkomt dat korte keten‑PFAS‑fragmenten ontstaan die moeilijker te verwijderen zijn en milieu‑ en gezondheidsschade kunnen veroorzaken.

Het optimaliseren van elektrochemische reactorconfiguraties voor grootschalige PFAS‑verwijdering, management van elektrolyt‑ en electrodefficiëntie, en integratie met bestaande zuiveringsinfrastructuur vereisen verdere engineering en prototyping. De techniek moet robuust en kostenefficiënt worden gemaakt voor langetermijngebruik in industriële omgevingen.

⚠️ Geen vacatures gevonden.