Tehnologija pretvara štetne PFAS kemikalije u grafen

PFAS je skupina umjetnih kemikalija u širokoj upotrebi koje se tijekom vremena nakupljaju u ljudima i okolišu. Onečišćenje PFAS tvarima u vodi može naštetiti ljudskom zdravlju i okolišu.

Zbog njihove iznimne postojanosti u okolišu nazivaju se i vječnim kemikalijama, a predstavljaju veliki problem za onečišćenje okoliša, posebice voda.

Istraživači s američkog Sveučilišta Rice razvili su inovativno rješenje za uklanjanje i uništavanje PFAS-a.

Studija objavljen u časopisu Nature Water, koju su vodili James Tour, profesor kemije, znanosti o materijalima i nanoinženjeringa te studentica diplomskog studija Phelecia Scotland, otkriva metodu koja ne samo da eliminira PFAS iz vodovodnih sustava, već i pretvara otpad u grafen visoke vrijednosti, nudeći isplativ i održiv pristup remedijaciji okoliša.

PFAS su sintetski spojevi u raznim potrošačkim proizvodima, cijenjeni zbog svoje otpornosti na toplinu, vodu i ulje. Međutim, njihova kemijska stabilnost učinila ih je postojanim u okolišu, zagađujući zalihe vode i predstavljajući značajne zdravstvene rizike, uključujući rak i poremećaje imunološkog sustava. Tradicionalne metode odlaganja PFAS-a su skupe, energetski intenzivne i često stvaraju sekundarne zagađivače, što potiče potrebu za inovativnim rješenjima koja su učinkovitija i ekološki prihvatljivija.

Proces istraživačkog tima koristi 'flash joule heat' (FJH) metodu za rješavanje ovih izazova. Kombinacijom granuliranog aktivnog ugljena (GAC) zasićenog PFAS-om i mineralizirajućim sredstvima poput natrijevih ili kalcijevih soli, istraživači su primijenili visoki napon za stvaranje temperatura koje prelaze 3000 stupnjeva Celzijusa u manje od jedne sekunde. Intenzivna toplina razgrađuje jake veze ugljik-fluor u PFAS-u, pretvarajući ih u inertne, netoksične fluoridne soli. Istovremeno, GAC se reciklira u grafen, vrijedan materijal koji se koristi u industrijama od elektronike do građevinarstva.

Rezultati istraživanja dali su više od 96% učinkovitosti defluorizacije i 99,98% uklanjanja perfluorooktanske kiseline (PFOA), jednog od najčešćih PFAS zagađivača. Analitički testovi potvrdili su da je reakcija proizvela nemjerljive količine štetnih hlapljivih organskih fluorida, uobičajenog nusprodukta drugih PFAS tretmana. Metoda također eliminira sekundarni otpad povezan s tradicionalnim metodama zbrinjavanja kao što je spaljivanje ili dodavanje istrošenog ugljika na odlagališta.

Visoke temperature postignute tijekom FJH procesa sugeriraju da bi ova metoda mogla degradirati širok raspon PFAS spojeva, utirući put široj primjeni obrade vode i upravljanja otpadom. Proces FJH također se može prilagoditi za proizvodnju drugih vrijednih materijala na bazi ugljika, uključujući ugljikove nanocijevi i nanodijamante, dodatno povećavajući njegovu svestranost i ekonomsku privlačnost.