Il prossimo ostacolo alla transizione alla mobilità elettrica potrebbe chiamarsi PFAS?

Una classe di PFAS (sostanze per- e polifluoroalchiliche) conosciuta come bis-perfluoroalchil sulfonimidi (bis-FASIs) viene utilizzata nelle batterie agli ioni di litio di ultima generazione basate sulle tecnologie emergenti. Questi composti vengono utilizzati principalmente come elettroliti e additivi polimerici delle batterie, i quali devono essere conduttivi, elettrochimicamente stabili, con bassa volatilità e infiammabilità, e per questo può essere conveniente trattarli con PFAS e bis-FASIs.

Tuttavia, l'utilizzo di queste sostanze sembra poter determinare delle preoccupazioni, soprattutto per quanto riguarda la fase di produzione. I PFAS sono noti per essere persistenti nell'ambiente, resistenti alla degradazione e possono essere mobili e tossici. Queste sostanze possono essere rilasciate nell'ambiente durante la fabbricazione, l'uso, il riciclo e lo smaltimento delle batterie agli ioni di litio.

Le ultime preoccupazioni su questa classe di sostanze provengono da un recente studio pubblicato su Nature, stando al quale le sostanze note come bis-FASIs riconducibili agli PFAS che sono presenti nelle recenti batterie agli ioni di litio possono essere pericolose nel processo di fabbricazione delle batterie. I ricercatori di questo studio, infatti, hanno analizzato campioni di acqua e di neve raccolti in prossimità di alcune fabbriche di batterie che si trovano negli Stati Uniti.

Secondo le analisi, aziende come 3M, Solvay e Arkema detengono brevetti e producono buone quantità di sali di bis-FASIs, inclusi bis-FMeSI e i suoi omologhi a catena più lunga, per l'uso come elettroliti o additivi polimerici. Sono stati raccolti un totale di 75 campioni di acque superficiali, 5 campioni di acqua di rubinetto, 2 campioni di acqua sotterranea, 1 campione di neve, 15 campioni di sedimenti e 21 campioni di suolo da 87 siti di campionamento vicino a Cottage Grove, Minnesota, USA, Paducah e Louisville, Kentucky, USA, Anversa, Belgio, e Salindres, Francia tra gennaio e ottobre del 2022. I risultati della quantificazione dei PFAS hanno mostrato una corrispondenza quasi 1 a 1 tra due laboratori indipendenti, come si può verificare nello studio che abbiamo prima riportato.

Fino al 96% del bis-FMeSI è recuperabile, ma studi stimano che solo il 5% delle batterie agli ioni di litio viene riciclato, il che potrebbe portare a un proiettato di 8 milioni di tonnellate di rifiuti di batterie agli ioni di litio entro il 2040. In altri termini, le batterie agli ioni di litio sono così fondamentali per i futuri progressi tecnologici che il problema degli PFAS non dovrebbe essere ignorato.

Sebbene siano utilizzate per migliorare le prestazioni delle batterie, la loro persistenza e tossicità richiedono ulteriori ricerche e regolamentazioni, conclude lo studio, al fine di garantire che i benefici delle tecnologie energetiche pulite non vengano ottenuti a discapito dell'aumento della contaminazione ambientale.