Masalah kimia abadi baterai lithium-ion

Baterai lithium-ion yang dapat diisi ulang yang digunakan dalam gadget sehari-hari, kendaraan listrik, dan untuk menyimpan energi terbarukan bisa menjadi sumber yang berkembang dari “zat kimia abadi” yang mencemari tanah dan jalur air, penelitian baru menunjukkan. “Zat kimia abadi” mencakup ribuan jenis per- dan polifluoroalkil substansi (PFAS). Selama beberapa dekade, mereka telah digunakan untuk membuat produk lebih tahan air, noda, dan panas. Lebih baru-baru ini, subkelas tertentu dari PFAS yang disebut bis-perfluoroalkil sulfonimid (bis-FASI) telah digunakan sebagai elektrolit dan perekat dalam baterai lithium-ion. Bis-FASI itu sekarang muncul di tanah, sedimen, air, dan salju di sekitar fasilitas manufaktur, menurut penelitian yang diterbitkan kemarin di jurnal Nature Communications. Para penulis studi juga menemukan bis-FASI dalam cairan yang meresap dari tempat pembuangan sampah. Ini adalah masalah yang bisa berkembang saat lebih banyak bagian dari hidup kita menjadi sepenuhnya listrik – dari mobil hingga rumah dan bangunan. Keseluruhan, hal ini menunjukkan baterai lithium-ion sebagai potensi vektor untuk polusi zat kimia abadi dari awal hingga akhir. Tanpa mengambil tindakan, ini adalah masalah yang bisa berkembang saat lebih banyak bagian dari hidup kita menjadi sepenuhnya listrik – dari mobil hingga rumah dan bangunan. “Ini tidak dimaksudkan untuk menjadi anti-bersih atau energi berkelanjutan … Ini benar-benar dimaksudkan untuk menyoroti, ‘Hei, mari kita masukkan penilaian risiko lingkungan dari hal-hal yang kita gunakan dalam infrastruktur ini,'” kata penulis utama Jennifer Guelfo, seorang asisten profesor teknik lingkungan di Texas Tech University. “Ini pada dasarnya merupakan titik awal. Dan harapan saya adalah bahwa hal ini akan menarik perhatian lebih banyak pada senyawa ini dan lain-lain seperti mereka dalam aplikasi yang sedang berkembang baik di energi bersih maupun elektronik konsumen,” tambah P. Lee Ferguson, penulis studi lainnya dan seorang profesor asosiasi teknik sipil dan lingkungan di Universitas Duke. Para peneliti mengambil sampel air, sedimen, dan tanah dari 87 lokasi berbeda di Minnesota, Kentucky, Belgia, dan Prancis antara Januari dan Oktober 2022 – menargetkan daerah dekat produsen zat kimia abadi termasuk 3M dan Arkema, antara lain. Mereka menemukan konsentrasi bis-FASI dalam bagian per miliar (ppb) yang umum di dekat fasilitas manufaktur. “Anda tidak hanya menemukan itu di luar biasanya seperti konsentrasi latar belakang,” kata Guelfo. “Bagian per miliar biasanya sesuatu yang terkait dengan beberapa bentuk dampak.” Sebagai perbandingan, itu adalah kontaminasi PFAS yang lebih sedikit dari yang mungkin Anda temukan di lingkungan dari pelepasan busa pemadam kebakaran, menurut Guelfo. Tingkat PFAS mungkin dalam bagian per juta dalam skenario tersebut, sekitar seribu kali lebih tinggi dari konsentrasi bis-FASI yang biasanya ditemukan Guelfo dan rekan-rekannya di dekat produsen. Tetapi kontaminasi yang mereka dokumentasikan masih jauh lebih tinggi dari batas yang ditetapkan oleh Badan Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat tahun ini untuk jenis zat kimia abadi lainnya di air minum. Batas badan tersebut adalah empat bagian per triliun untuk dua jenis zat kimia abadi yang paling umum. Belum ada peraturan federal untuk bis-FASI khusus, yang belum digunakan secara umum seperti jenis PFAS lainnya selama ini. Karena PFAS telah digunakan dalam segala hal mulai dari panci anti lengket hingga kemasan makanan, pelindung kain, dan benang gigi – jenis PFAS tertentu kemungkinan sudah masuk ke dalam aliran darah sebagian besar orang Amerika. Para ilmuwan masih mencoba memahami bagaimana paparan terhadap PFAS memengaruhi orang, dan bahkan lebih sedikit yang diketahui tentang bis-FASI secara khusus. Namun, studi tentang jenis PFAS yang lebih umum telah menghubungkan paparan tinggi dengan risiko lebih tinggi terhadap jenis kanker tertentu, kerusakan hati, kolesterol tinggi, dan masalah kesehatan reproduksi termasuk berat bayi yang lebih rendah. Bis-FASI kemungkinan akan bertahan lama di lingkungan, menurut penelitian baru ini, tetapi mungkin dapat dibersihkan menggunakan metode yang sama untuk mengobati jenis zat kimia abadi lainnya dalam air minum. Karena ada begitu banyak jenis PFAS dan kekhawatiran yang meningkat tentang risiko yang mereka timbulkan sebagai kelas zat kimia, para peneliti mengatakan kita mungkin tidak ingin menunggu untuk menemukan masalah kemudian jika kita dapat mengambil langkah sekarang untuk melindungi kesehatan dan lingkungan. 3M, yang menghadapi sejumlah gugatan karena memproduksi PFAS selama bertahun-tahun, telah berkomitmen untuk menghentikan zat kimia abadi pada akhir tahun depan dan terus membersihkan polusi di dekat fasilitasnya setelah itu. Ini termasuk tidak lagi memproduksi bis-FASI, kata perusahaan tersebut kepada The Verge dalam sebuah email. Arkema tidak segera menanggapi permintaan komentar dari The Verge. “Saya akan berpendapat bahwa kita harus mengambil sikap proaktif dalam hal memitigasi pelepasan lingkungan PFAS daripada menunggu sampai kita melakukan dekade penelitian toksikologi untuk mengatakan, ‘Hei, mungkin kita harus memitigasi ini dalam air minum,'” kata Guelfo. Apa yang lebih, baterai lithium-ion semakin diminati untuk EV dan tenaga surya dan angin. Para penulis studi menguji 17 baterai berbeda yang digunakan dalam laptop, ponsel pintar, tablet, kendaraan listrik, dan lainnya dan mendeteksi bis-FASI dalam 11 dari mereka. Dan karena diperkirakan hanya sekitar 5 persen baterai lithium-ion yang didaur ulang, mereka memutuskan untuk melihat dekat tempat pembuangan sampah untuk bis-FASI, juga. Mereka menganalisis sampel leachates yang ada yang dikumpulkan dari tempat pembuangan sampah di North Carolina dan menemukan konsentrasi mendekati rentang bagian per miliar. “Ini adalah studi yang sangat menarik dari sekelompok peneliti yang sangat berkualifikasi,” kata A. Daniel Jones, direktur asosiasi di Pusat Penelitian PFAS Universitas Michigan State yang tidak terlibat dalam penelitian, dalam sebuah email kepada The Verge. “Karya ini menarik perhatian pada zat kimia PFAS yang sering diabaikan dan menunjukkan bahwa ini dengan mudah diangkut melalui lingkungan. Penting juga bahwa studi ini menarik perhatian pada perlunya kesadaran yang lebih besar tentang implikasi siklus hidup penuh baterai lithium.”