Een internationaal team van chemici heeft een methode ontwikkeld die PFAS, de zogenaamde ‘forever chemicals’, niet alleen effectief afbreekt, maar ook de fluorine-componenten herbruikbaar maakt.
De veelbelovende resultaten van de studie zijn recent gepubliceerd in Nature.
Poly- en perfluoralkylstoffen (PFAS) worden al meer dan 70 jaar op grote schaal geproduceerd en zijn terug te vinden in alledaagse producten zoals waterafstotende kleding, voedselverpakkingen, anti-aanbakpannen en medische apparatuur. Hun populariteit komt voort uit de extreem sterke koolstof-fluorbindingen, die PFAS bestand maken tegen afbraak.
De hardnekkigheid van PFAS
Die chemische stabiliteit heeft ook een keerzijde: PFAS breken nauwelijks af in het milieu en hopen zich wereldwijd op in water, bodem, voedselketens en zelfs het menselijk lichaam.
Langdurige blootstelling aan PFAS leidt tot ernstige gezondheidsproblemen, waaronder hormoonverstoring en een verhoogd risico op bepaalde kankersoorten.
PFAS afbreken en recyclen
Een team van onderzoekers van de Universiteit van Oxford en Colorado State University heeft een methode ontwikkeld waarbij PFAS worden afgebroken door ze mechanisch te vermalen met kaliumfosfaatzouten. Dit proces maakt gebruik van kogelmalen: een techniek waarbij stoffen door intensieve mechanische kracht chemisch worden geactiveerd en afgebroken.
De onderzoekers ontdekten dat dit proces de sterke koolstof-fluorbindingen in PFAS effectief verbreekt. Hierdoor kan fluoride worden teruggewonnen. Dit is een cruciale doorbraak, aangezien fluoride een essentiële grondstof is voor de productie van farmaceutische en industriële chemicaliën.
Van vervuiling naar herbruikbare grondstof
Het onderzoeksteam toonde aan dat de teruggewonnen fluoride bruikbaar is voor het synthetiseren van veelgebruikte fluorchemicaliën. Dit betekent dat het proces niet alleen PFAS uit het milieu verwijdert, maar ook bijdraagt aan een circulaire fluorineconomie.
Dit is bijzonder relevant omdat fluorspar, het mineraal waaruit vrijwel alle fluorchemicaliën worden gewonnen, steeds schaarser wordt en verschillende landen het als kritiek materiaal beschouwen.
Bovendien bleek dat het gebruikte kaliumfosfaat na afloop van het proces opnieuw kon worden ingezet, zonder negatieve gevolgen voor de fosforcyclus. Dit maakt de methode duurzamer dan veel bestaande PFAS-afbraaktechnieken, die vaak energie-intensief zijn en giftige bijproducten opleveren.
Toepassingen en toekomstperspectief
De nieuwe methode is toepasbaar op alle klassen PFAS, inclusief die in non-stick coatings, elektrische isolatiematerialen en industriële leidingen. Dit betekent dat bedrijven zelfs afvalproducten zoals Teflon-tape kunnen verwerken tot waardevolle fluorchemicaliën. Zij kunnen deze bijvoorbeeld gebruiken in de productie van medicijnen tegen een hoog cholesterol (zoals Lipitor), anti-epileptica (zoals Rufinamide) en herbiciden (zoals Triaziflam).
Professor Véronique Gouverneur van de Universiteit van Oxford, die de studie leidde, benadrukt het belang van fluoride-herwinning: “Onze voorraden fluorspar raken uitgeput door intensieve mijnbouw. Dit proces elimineert niet alleen PFAS-afval, maar helpt ook bij de transitie naar een duurzamere fluorchemie door hardnekkige vervuilende stoffen om te zetten in waardevolle chemicaliën.”
Co-auteur Dr. Long Yang vult aan: “De mechanochemische afbraak van PFAS met fosfaatzouten is een baanbrekende innovatie die een eenvoudige en krachtige oplossing biedt voor een hardnekkig milieuprobleem. We hopen dat deze methode de perceptie van PFAS als ‘forever chemicals’ zal veranderen.”
Belangrijke stap
Met deze ontdekking is een belangrijke stap gezet richting een effectieve en duurzame oplossing voor het wereldwijde PFAS-probleem. Het Oxford-team heeft aangetoond dat PFAS vernietigd kunnen worden en dat hun schadelijke nalatenschap kan veranderen in een nuttige bron voor de chemische industrie.
De volgende uitdaging? Opschaling van het proces en implementatie in industriële toepassingen om zo de wereldwijde PFAS-vervuiling bij de kern aan te pakken.
