Избавляемся от «вечных химикатов». Австралия предлагает способ уничтожения ПФАС в аккумуляторах

Австралия ежегодно сталкивается с проблемой более 3000 тонн отходов от литий-ионных аккумуляторов. Эффективное управление этими отходами представляет собой сложную задачу, затрагивающую технические, экономические и социальные аспекты. Существуют возможности для переработки и создания замкнутого цикла в использовании аккумуляторов, но они сопряжены с определенными рисками.

Литий-ионные батареи содержат синтетические химические вещества, такие как ПФАС (пер- и полифторалкильные вещества), которые помогают переносить литий и электричество внутри батареи. Если эти вещества попадают в природу, они могут сохраняться там на протяжении десятилетий, что и дало им название «вечные химикаты».

Фото.

Недавние исследования выявили новый вид ПФАС, известный как бис-ФАСИ, как в литий-ионных батареях, так и в окружающей среде. Эти вещества были обнаружены в почвах и водах по всему миру и являются токсичными — даже одна капля в олимпийском бассейне может нанести серьезный вред нервной системе животных. Однако о влиянии бис-ФАСИ на здоровье человека пока известно очень мало.

Наличие бис-ФАСИ в литий-ионных аккумуляторах создает значительные препятствия для их безопасной переработки или утилизации. К счастью, возможно, найден способ решения этой проблемы.

Ценность отходов от аккумуляторов

На данный момент Австралия перерабатывает лишь около 10% своих аккумуляторных отходов, в то время как остальная часть оказывается на свалках. Однако свалки могут со временем начать протекать, что приводит к загрязнению почвы и подземных вод.

Литий-ионные батареи нельзя выбрасывать вместе с обычным мусором, так как они могут воспламениться. Поэтому после завершения их срока службы необходимо утилизировать их таким образом, чтобы минимизировать вред для окружающей среды и здоровья человека.

Тем не менее, в отходах аккумуляторов скрыта реальная ценность. Литий-ионные батареи содержат множество ценных металлов, таких как литий, кобальт, медь и никель, которые имеют высокий спрос на рынке. Стоимость извлекаемых металлов из одной тонны отходов литий-ионных аккумуляторов может варьироваться от 3000 до 14 000 долларов США.

Процесс переработки аккумуляторов

Переработка аккумуляторов в Австралии начинается с их сбора, сортировки, разрядки и разборки, после чего осуществляется извлечение металлов. Металлы могут быть восстановлены с помощью механических, высокотемпературных, химических или биологических методов. Однако это может привести к непреднамеренному высвобождению бис-ФАСИ, что представляет опасность как для работников переработки, так и для окружающей среды.

Наиболее распространенным методом переработки литий-ионных аккумуляторов является пирометаллургия, которая включает сжигание аккумуляторов для извлечения металлов. При этом бис-ФАСИ также сжигаются. Однако химические вещества PFAS обладают высокой стабильностью и могут выдерживать высокие температуры. Определение точной температуры, необходимой для разрушения PFAS, является одной из главных задач в переработке литий-ионных аккумуляторов.

Температура распада. Важный фактор

Внутри мусоросжигательных печей происходит сложный процесс, в ходе которого молекулы разрушаются. Некоторые из них рекомбинируют, образуя более крупные молекулы, а другие взаимодействуют с образующейся в процессе сжигания золой. Это может привести к образованию новых токсичных веществ, которые затем выбрасываются в атмосферу.

К сожалению, невозможно измерить все вещества, на которые распадаются молекулы, так как многие из них остаются неизвестными. Для определения температуры, при которой бис-ФАСИ распадаются, ученые применили методы квантовой механики и компьютерное моделирование.

Исследования показали, что при температуре 600°C молекулы бис-ФАСИ начинают распадаться на более мелкие фрагменты. Однако эти фрагменты все еще являются химическими веществами PFAS и могут быть даже более опасными, чем их исходные формы.

Таким образом, отсутствие бис-ФАСИ в выхлопных газах не является достаточным основанием для признания процесса безопасным. Для полного разложения бис-ФАСИ в безвредные продукты необходимо достичь определенной температуры.

Исследования продолжаются.

Ссылка на материал.