根据一份新的报告，许多锂电池电解质中使用的全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)对环境构成了未被充分认识的威胁。这一发现背后的研究人员说，这种材料必须从废水流中去除，并呼吁采用更全面的方法来设计绿色能源技术，以避免造成无意的伤害。
随着世界努力摆脱化石燃料，越来越多的技术需要电气化，而锂离子电池对此至关重要。工程师在优化锂离子电池时面临的众多挑战之一是选择电解质，新兴的锂离子电池已经开始使用PFAS，如离子液体双striflimide锂。美国北卡罗莱纳州杜克大学的李·弗格森解释说:“这种化合物在热稳定性和化学稳定性方面都很稳定，与其他PFAS类似。”这种稳定性是PFAS通常被称为“永远的化学物质”的原因。
由美国德克萨斯理工大学的Ferguson和Jennifer Guelfo领导的一个研究小组测量了美国和欧洲不同地区的地表水、自来水、土壤、地下水和雪中的双氟利胺和其他相关的PFAS(双氟利胺- fasis)的浓度。他们发现，这些化学物质几乎存在于所有样本中，其浓度有数量级的变化。
这两起事件的最高浓度都发生在3M公司位于明尼苏达州的一家化学品生产厂附近。圭尔福说:“这并不意味着他们只是将未经处理的生产废水排入密西西比河。”他指出，3M工厂确实有一个处理系统。然而，她指出，研究小组的发现对该系统从设施废物流中去除PFAS的有效性提出了质疑。
研究人员测试了在PFAS生产基地附近不同地点采集的环境样本。在3M位于美国明尼苏达州的Cottage Grove工厂下游采集的样品中检测到最高浓度。蓝色圆圈表示双氟亚胺浓度，单位为纳克/升;红色标记表示3M设备的位置(ND=未检测到双striflimide)。
研究人员还发现，这些化学物质也以高浓度存在于垃圾填埋场的浸出水中——随着世界上堆积如山的电子垃圾的增长，这种情况可能会变得更加成问题。目前只有5%的锂离子电池被回收利用。
研究人员还评估了PFAS对水生生物的毒性。他们发现，在与环境相关的浓度下，水蚤的游泳行为被双氟虫胺在水中的存在所改变——这是一种公认的神经毒性迹象。这种效果随着浓度的增加而增强。研究人员说，这一发现增加了开发确保PFAS从饮用水中去除的方法的紧迫性。幸运的是，研究小组发现，活性炭吸附处理(在概念上类似于冰箱水过滤器)在去除双氟化铝方面的效果至少与传统PFAS一样好。
展望未来，Guelfo说，这项工作应该鼓励工程师在开发新技术时与环境科学家合作。她说:“我们不需要一个人在真空中研究电池性能，而另一个人在他们身后说:‘等等，这种化合物有风险。’”现有的人员和工具可以以更全面的方式做到这一点。”
德克萨斯州莱斯大学的化学工程师Michael Wong的团队开发了摧毁PFAS的技术，他将这份报告描述为“一项非常全面的工作”。他说，PFAS无处不在，所以一方面，他们说在电子产品中发现PFAS并不令人惊讶，我对它们出现在生产场所附近并不感到惊讶。“但我认为他们在识别一类PFAS化合物并证明它们会影响某些生物体方面做得很好。”他解释说，吸附技术被广泛认为是一种不可接受的长期解决方案，因为当过滤器被扔掉时，PFAS可能会从垃圾填埋场回到环境中。他说:“我将用我的技术来看看它们是否适用于这些东西，所以这是一篇很好的论文，可以为我未来的一些工作提供指导。”
