Una ricerca della Rice University trasforma i contaminanti PFAS in reagenti per il recupero di materiali critici
Il ruolo dei PFAS nella transizione energetica
È possibile trasformare gli inquinanti eterni in una risorsa per la transizione energetica? Apparentemente sì, e lo ha dimostrato una nuova ricerca guidata dalla Rice University, in Texas. Gli scienziati hanno impiegato con successo i PFAS nell’estrazione del litio da pozze di salamoia ad alta salinità, e lo hanno fatto utilizzando meno acqua ed energia dei metodi tradizionali.
Cosa sono i PFAS?
I PFAS – acronimo di sostanze perfluoroalchiliche e polifluoroalchiliche – sono un gruppo di oltre 10.000 sostanze sintetiche, impiegate tutt’oggi a livello globale nella sintesi di farmaci, pesticidi, imballaggi, schiume antincendio, vernici e una lunga lista di altri prodotti.
Sono stati creati appositamente per offrire un’elevata stabilità e resistenza a condizioni estreme, ma proprio queste caratteristiche li hanno resi un inquinante ambientale estremamente pericoloso, in grado di resistere ai processi di degradazione naturale e bioaccumulabile. In altre parole, hanno tutti i requisiti per rappresentare un gigantesco problema sia a livello di ecosistemi che di salute. Classificati come cancerogeni per gli esseri umani, i PFAS possono sopprimere l’attività del sistema immunitario, compromettere il funzionamento endocrino e metabolico, favorire infertilità, osteoporosi e diabete.
Un quadro decisamente pessimo su cui si sta intervenendo – seppure con una certa lentezza – soprattutto a livello di impianti di trattamento idrico e filtri in carbone attivo.
Estrazione del litio da salamoia con carbone attivo esausto
Lo studio della Rice University si inserisce in questo contesto offrendo un mezzo per valorizzare i rifiuti dei PFAS e trasformarli da problema a risorsa. Nel dettaglio, il gruppo si è focalizzato su campioni di schiuma antincendio raccolti sul campo e trattati con carbone attivo granulare (GAC).
Il GAC offre un metodo efficace per la rimozione degli inquinanti eterni ma genera a sua volta un ulteriore flusso di rifiuti. Il team ha impiegato il GAC contaminato da PFAS come agente fluorurante, aggiungendolo a una salamoia ad alta salinità e scaldandola rapidamente a oltre 1.000 gradi Celsius (prima di raffreddarla altrettanto velocemente).
Il calore rompe i legami tra carbonio e fluoro tipici dei PFAS. Il carbonio diventa grafene, mentre il fluoro si lega ai metalli presenti nella salamoia facendoli precipitare sotto forma di fluoruri metallici:
- LiF (Fluoruro di Litio),
- NaF (Fluoruro di Sodio)
- KF (Fluoruro di Potassio)
- MgF2 e CaF2 (Fluoruri di Magnesio e Calcio)
Il Fluoruro di Litio ha una solubilità in acqua molto bassa rispetto ad altri sali di litio, e il processo messo a punto sfrutta passaggi di lavaggio e distillazione per isolarlo dagli altri fluoruri formatisi.
I vantaggi del recupero del Fluoruro di Litio
I ricercatori hanno quindi raccolto il flusso volatile contenente fluoruro di litio, recuperando l’82% del fluoruro di litio disponibile con una purezza del 99%. La fase successiva dello studio è stata testare la bontà pratica del nuovo metodo per l’estrazione del litio dalla salamoia. Come? Incorporando il fluoruro di litio negli elettroliti delle batterie e testandolo per stabilità e impatto sulle prestazioni della cella.
“Gli elettroliti contenenti il fluoruro di litio recuperato hanno mostrato maggiore stabilità e prestazioni superiori, confermando che il processo ha prodotto una fonte di litio di qualità adatta all’uso nelle batterie”, scrive Stephanie Baum sul sito dell’ateneo texano.
“Considerando i rifiuti come composti potenzialmente utili, siamo riusciti a convertire i problematici PFAS adsorbiti sul carbone attivo in un metallo di valore utilizzabile, ad esempio, nelle batterie,” ha dichiarato James Tour, titolare della cattedra T.T. e W.F. Chao di Chimica e autore corrispondente dello studio. “Tutto ciò promette benefici significativi in termini ambientali, economici e di efficienza.”
La ricerca Waste per- and polyfluoroalkyl substance-assisted flash fluorination for lithium recovery from brine è stata pubblicata su Nature Water (2026).
