Onderzoekers van Rice University hebben een nieuw filtermateriaal ontwikkeld dat in staat is schadelijke PFAS (“forever chemicaliën”) te absorberen met snelheden 100 keer sneller dan bestaande technologieën. De ontwikkeling, beschreven in een nieuw collegiaal getoetst onderzoek, schetst ook een niet-thermisch vernietigingsproces dat eindelijk een haalbare oplossing zou kunnen bieden om deze hardnekkige verontreinigende stoffen te elimineren, hoewel het opschalen van de productie een belangrijke hindernis blijft.
Het probleem met PFAS: waarom dit ertoe doet
PFAS, of per- en polyfluoralkylstoffen, zijn een klasse van meer dan 16.000 verbindingen die voorkomen in alledaagse producten, van kookgerei met antiaanbaklaag tot brandblusschuim. Ze worden “forever chemicaliën” genoemd omdat ze niet op natuurlijke wijze afbreken en zich ophopen in het milieu en in het menselijk lichaam. Blootstelling aan PFAS is in verband gebracht met ernstige gezondheidsproblemen, waaronder kanker, immuunstoornissen en geboorteafwijkingen.
De uitdaging is dat de huidige filtratiemethoden alleen maar PFAS “vangen”, waardoor dure en gevaarlijke afvalopslag of inefficiënte thermische vernietiging nodig is, waardoor vaak giftige bijproducten ontstaan. Er bestaat nog geen methode op industriële schaal om deze chemicaliën volledig te vernietigen.
Hoe de nieuwe technologie werkt: koperverbeterde absorptie
Het team van Rice University creëerde een gelaagd dubbel hydroxide (LDH) materiaal bestaande uit koper en aluminium. Dit materiaal werkt door middel van elektrostatische aantrekking: het positief geladen LDH absorbeert snel negatief geladen PFAS-moleculen.
“Alsjeblieft, het absorbeert het gewoon honderd keer sneller dan andere materialen die er zijn”, zegt Michael Wong, directeur van Rice’s Water Institute.
Cruciaal is dat de absorptiesnelheid zo hoog is dat de geconcentreerde PFAS vervolgens kunnen worden vernietigd met behulp van een proces bij relatief lage temperatuur (400-50°C). Het fluoride wordt opgevangen en gebonden met calcium, waardoor een veilig bijproduct ontstaat dat geschikt is voor verwijdering op stortplaatsen.
De weg naar implementatie: drop-in-potentieel
Wat dit onderscheidt van andere opkomende PFAS-verwijderingssystemen is het potentieel voor naadloze integratie. Het materiaal is ontworpen als een ‘drop-in’-oplossing, wat betekent dat het kan worden aangepast aan de bestaande filtratie-infrastructuur, waardoor de kosten en implementatiebarrières worden verminderd. Het onderzoek suggereert dat het materiaal kan werken in een breed scala aan PFAS-verbindingen, vooral die met een negatieve lading.
Uitdagingen opschalen en deskundige voorzichtigheid
Ondanks de belofte stuit de industriële implementatie op obstakels. Laura Orlando, een PFAS-onderzoeker bij de non-profitorganisatie Just Zero, blijft voorzichtig optimistisch. Ze benadrukt de complexiteit van de omstandigheden in de praktijk, waaronder arbeidsveiligheid, vergunningseisen en de inherente moeilijkheden bij het opschalen van nieuwe milieutechnologieën.
“We zullen zoveel mogelijk technologieën nodig hebben om met Pfas in drinkwater om te gaan, en als dit op grote schaal werkt op afvalwater, dan zou het echt iets zijn om aandacht aan te besteden,” zei Orlando.
De innovatie van Rice University betekent een belangrijke stap voorwaarts in de strijd tegen PFAS-vervuiling. Hoewel er uitdagingen blijven bestaan, biedt de combinatie van snelle absorptie en efficiënte vernietiging een geloofwaardig pad naar het elimineren van deze ‘voor altijd chemicaliën’ uit onze watervoorziening.
