Un team di scienziati ha scoperto una nuova fonte di inquinamento chimico “eterno” pericoloso: le batterie ricaricabili agli ioni di litio presenti nella maggior parte dei veicoli elettrici.
Le batterie ricaricabili agli ioni di litio contengono i PFAS
Alcune tecnologie di batterie ricaricabili agli ioni di litio utilizzano una classe di sostanze chimiche PFAS, ovvero sostanze perfluoroalchiliche e polifluoroalchiliche, che contribuiscono a rendere le batterie meno infiammabili e a condurle elettricamente.
Secondo uno studio sottoposto a revisione paritaria e pubblicato sulla rivista Nature Communications, gli scienziati hanno trovato livelli elevati di PFAS in campioni di aria, acqua, neve, suolo e sedimenti in prossimità di impianti che producono queste sostanze chimiche negli Stati Uniti, in Belgio e in Francia.
I PFAS sono noti come “sostanze chimiche eterne” perché si accumulano rapidamente nell’ambiente, nelle persone e negli animali e non si decompongono per migliaia di anni. Sono stati collegati a una serie di condizioni di salute, tra cui danni al fegato, colesterolo alto, basso peso alla nascita e malattie renali croniche.
Lo studio
I risultati hanno sottolineato come il passaggio ad automobili più pulite e alle energie rinnovabili sia fondamentale per risolvere la crisi climatica, ma comporti una serie di compromessi ancora emergenti e poco studiati.
Sebbene gli impatti ambientali e sulla salute derivanti dall’estrazione del litio e di altri minerali utilizzati nelle batterie, nei pannelli solari, nelle turbine eoliche e in altre tecnologie siano ampiamente documentati, solo ora i ricercatori stanno scoprendo che le batterie ricaricabili agli ioni di litio sono una fonte di inquinamento da PFAS.
“Ridurre le emissioni di anidride carbonica con innovazioni come le auto elettriche è fondamentale, ma non dovrebbe avere come effetto collaterale un aumento dell’inquinamento da PFAS“, ha affermato in una Jennifer Guelfo, Professoressa associato di ingegneria ambientale presso la Texas Tech University e coautore dello studio.
È un problema di interesse globale perché le batterie ricaricabili agli ioni di litio sono utilizzate in tutto il mondo, ha affermato lo studio. La stessa classe di PFAS è stata recentemente rilevata a bassi livelli nelle acque europee e cinesi, ma la fonte dell’inquinamento non è chiara.
La classe specifica di PFAS che il team di Guelfo ha scoperto è chiamata bis-perfluoroalchil sulfonimmide, o bis-FASI. Gli scienziati hanno testato più di una dozzina di batterie ricaricabili agli ioni di litio utilizzate nei veicoli elettrici e nell’elettronica di consumo come i laptop, e hanno trovato bis-FASI a varie concentrazioni.
È difficile sapere con esattezza quanto siano diffuse queste sostanze chimiche in specifiche batterie ricaricabili agli ioni di litio perché non ci sono ancora sufficienti ricerche, ha affermato Lee Ferguson, il Professore associato di ingegneria ambientale alla Duke University e coautore dello studio.
Guelfo ha detto che il bis-FASIs è paragonabile a sostanze chimiche “più vecchie e note” come il PFOA, in parte perché sono estremamente difficili da degradare e gli studi hanno dimostrato che le sostanze chimiche cambiano il comportamento degli organismi acquatici a basse concentrazioni. Il PFOA è stato gradualmente eliminato dalla produzione negli Stati Uniti, ma continua a inquinare l’acqua potabile.
Lo studio è stata la prima valutazione “dalla culla alla tomba” degli impatti ambientali dell’uso di bis-FASI nelle batterie ricaricabili agli ioni di litio. Gli effetti dei bis-FASI negli esseri umani non sono ancora stati studiati.
Gli scienziati hanno rilevato sostanze chimiche bis-FASI a livelli di parti per miliardo, molto più alti dei limiti stabiliti dall’Environmental Protection Agency per i PFAS nell’acqua potabile ad aprile 2024. Le strategie per sbarazzarsi dei PFAS nell’acqua potabile possono anche rimuovere i bis-FASI, ha affermato lo studio, che dovrebbe essere adottato più ampiamente grazie alle normative dell’EPA. Tuttavia, i produttori di sostanze chimiche e alcune aziende di servizi idrici hanno contestato l’agenzia in tribunale.
Esistono altre vie di esposizione ai bis-FASI. I dati sulle emissioni atmosferiche hanno indicato che le sostanze chimiche possono raggiungere aree lontane dai siti di produzione. Possono anche filtrare nell’ambiente dalle discariche, dove finisce la maggior parte delle batterie ricaricabili agli ioni di litio.
Lo studio ha affermato che solo circa il 5% delle batterie ricaricabili agli ioni di litio viene riciclato e che entro il 2040 potrebbero esserci circa 8 milioni di tonnellate di rifiuti di batterie ricaricabili agli ioni di litio.
Guelfo ha affermato che scienziati, ingegneri, produttori e decisori politici devono sviluppare tecnologie per le batterie e soluzioni di riciclaggio che non aggravino l’inquinamento da PFAS.
“Dobbiamo valutare attentamente queste sostanze chimiche che vengono utilizzate nelle infrastrutture energetiche sostenibili“, ha affermato Guelfo: “Dovremmo valutarle ora prima che diventino un problema più diffuso. Abbiamo un’opportunità per massimizzare davvero l’idea di sostenibilità”.
Conclusioni
Aziende come 3M, Solvay e Arkema detengono brevetti per i bis-FASI o ne pubblicizzano la produzione o l’uso, ha affermato lo studio. Gli scienziati hanno concentrato la loro ricerca su aree vicine agli stabilimenti di produzione delle aziende in Minnesota, Kentucky, Anversa, Belgio e Salindres, Francia.
3M produce PFAS da decenni e l’anno scorso ha accettato un accordo da 10 miliardi di dollari con città e paesi degli Stati Uniti in merito alle loro affermazioni secondo cui l’azienda avrebbe contaminato l’acqua potabile con sostanze chimiche eterne. 3M ha affermato che cesserà completamente la produzione di PFAS entro la fine del 2025.
L’accordo raggiunto dalla società segue un altro accordo tra Chemours, DuPont e Corteva per pagare 1,19 miliardi di dollari per contribuire a risolvere migliaia di cause legali.
