Un gruppo di ricerca della Rice University di Huston (Texas) ha sviluppato una tecnologia per rimuovere i PFAS dalle acque: le sostanze chimiche note anche come “forever chemicals” proprio per la solidità dei legami fluoro carbonio attorno ai quali sono costruite che ne rende difficilissima la degradazione. Utilizzando il metodo della flash joule heating (FJH), spiega lo studio pubblicata di recente su Nature Water, il processo non solo distrugge questi composti chimici, ma converte i rifiuti in grafene, materiale dalle prestazioni e dal valore economico molto alto.
“Il nostro metodo non si limita a distruggere queste sostanze chimiche pericolose, ma trasforma i rifiuti in qualcosa di valore”, ha detto a Physys.org James Tour, il docente che ha guidato lo studio. “Riciclando il carbonio esausto in grafene, abbiamo creato un processo che non solo è vantaggioso per l’ambiente, ma anche economicamente valido, aiutando a compensare i costi di bonifica”. L’approccio, affermano i ricercatori e le ricercatrici è scalabile, economico e sostenibile, con applicazioni estese nel trattamento delle acque e nella gestione dei rifiuti industriali.
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Flash joule heating
La tecnica del flash joule heating viene sperimentata nei laboratori della Rice University. Si tratta di un processo elettrotermico ultraveloce che, attraverso un impulso elettrico ad altissimo voltaggio, riscalda materiali conduttivi o semiconduttivi a temperature superiori ai 3.000 °C in meno di un secondo. Nel caso dei PFAS, il calore rompe i legami carbonio-fluoro, convertendoli in innocui sali di fluoro. Contemporaneamente, il carbone attivo saturo (GAC) usato nel processo viene trasformato in grafene, un materiale prezioso in molti settori dall’elettronica all’edilizia.
Efficienza sopra il 90%
“l riscaldamento di PFAS-GAC con sali di sodio o calcio converte i PFAS in sali di fluoruro inerti con una conversione del fluoro >90% e una rimozione di PFOA e PFOS >99%”, affermano i ricercatori. “Contemporaneamente, il carbone esaurito viene riciclato in grafene, compensando i costi di trattamento di 60-100 dollari al kg”. Quello descritto, assicurano i ricercatori, è un metodo “privo di solventi e catalizzatori”, che riduce “sostanzialmente il consumo di energia, le emissioni di gas serra e i rifiuti secondari”. Una valutazione tecnico-economica “ne evidenzia la scalabilità e i benefici ambientali, offrendo una soluzione rapida (~1 s) ed economica per la bonifica dei PFAS e l’upcycling del carbonio di scarto in prodotti di alto valore”.
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