リチウムイオン電池には永遠の化学的問題がある

新たな研究によると、日常の機器や電気自動車、再生可能エネルギーの貯蔵に使われる充電式リチウムイオン電池が、土壌や水路を汚染する「永遠の化学物質」の発生源として増加している可能性があるという。

「永遠の化学物質」には、何千種類ものパーフルオロアルキル化合物およびポリフルオロアルキル化合物 (PFAS) が含まれます。数十年にわたり、これらの化合物は製品の耐水性、耐汚染性、耐熱性を高めるために使用されてきました。最近では、ビスパーフルオロアルキルスルホンイミド (ビス FASI) と呼ばれる PFAS の特定のサブクラスが、リチウムイオン電池の電解質および結合剤として使用されています。

昨日ジャーナルに掲載された研究によると、これらのビスFASIは現在、製造施設周辺の土壌、堆積物、水、雪に現れている。 ネイチャーコミュニケーションズ研究著者らは、埋立地から浸出した液体中にビスFASIも発見した。

これらを総合すると、リチウムイオン電池は、生涯にわたって化学汚染の潜在的媒介物となる可能性がある。対策を講じなければ、自動車から住宅、建物に至るまで、私たちの生活のあらゆる部分が電気化されるにつれて、この問題は拡大する可能性がある。

「これは決してクリーンエネルギーや持続可能なエネルギーに反対する意図で書かれたものではありません。本当に強調したいのは、『このインフラで使用しているものの環境リスク評価を含めましょう』ということです」と、テキサス工科大学の環境工学助教授で筆頭著者のジェニファー・ゲルフォ氏は言う。

「これは基本的に出発点です。そして、これがクリーンエネルギーと消費者向け電子機器の両方で出現しつつある用途において、これらの化合物や同様の化合物にさらなる注目が集まることにつながることを願っています」と、デューク大学の土木環境工学准教授で、もう一人の研究著者である P. リー ファーガソン氏は付け加えた。

研究者らは、2022年1月から10月までの間にミネソタ州、ケンタッキー州、ベルギー、フランスの87か所から水、堆積物、土壌のサンプルを採取し、3Mやアルケマなど永久化学メーカーの近くの地域をターゲットにした。彼らは、製造施設の近くでは一般的にppbレベルのビスFASI濃度を発見した。「通常、バックグラウンド濃度のようにそこら中で見つかるものではありません」とグエルフォ氏は言う。「ppbは通常、何らかの形の影響に関連するものです。」

比較すると、グエルフォ氏によると、これは消火泡剤の放出によって環境中に見つかる可能性のある PFAS 汚染よりも少ない。そのシナリオでは PFAS レベルは百万分の一レベルになる可能性があり、これはグエルフォ氏と同僚が製造業者の近くで通常見つけるビス-FASI 濃度の約 1000 倍高い。しかし、彼らが記録した汚染は、環境保護庁が今年飲料水中の他の種類の PFAS に対して設定した制限値よりも桁違いに高い。同庁の制限値は、最も一般的な 2 種類の永久化学物質に対して 4 兆分の一である。

特にビスFASIについては、他の種類のPFASほど長い間広く使用されていないため、連邦規制はまだありません。PFASは、テフロン加工のフライパンから食品包装、布地保護材、デンタルフロスまで、あらゆるものに使用されているため、特定の種類のPFASはすでにほとんどのアメリカ人の血流に入っている可能性があります。

科学者たちは、PFAS への曝露が人間にどのような影響を与えるかを解明しようとしており、ビス FASI について特にわかっていることはさらに少ない。しかし、より一般的なタイプの PFAS に関する研究では、曝露量が多いと、特定の種類のがん、肝臓障害、高コレステロール、および低出生体重児などの生殖健康問題のリスクが高まることがわかっている。ビス FASI は環境中に長期間残留する可能性が高いが、飲料水中の他の種類の永久化学物質を処理するのと同様の方法を使用して除去できる可能性があると、新しい研究は示唆している。

PFAS にはさまざまな種類があり、化学物質としてのリスクに対する懸念が高まっているため、健康と環境を保護するために今対策を講じることができれば、後になって問題が見つかるまで待つ必要はないと研究者らは述べている。長年にわたり PFAS の製造で多数の訴訟に直面している 3M は、来年末までに永久化学物質を段階的に廃止し、その後も施設周辺の汚染の浄化を継続することを約束している。これにはビス FASI の製造中止も含まれると同社は述べている。 ザ・ヴァージ 電子メールで。アルケマはコメントの要請にすぐには応じなかった。 ザ・ヴァージ。

「数十年にわたる毒物学研究を経て『飲料水中のPFAS濃度を軽減した方がいいかもしれない』と言えるまで待つのではなく、PFASの環境放出を軽減するという点では積極的な姿勢を取るべきだと私は主張します」とグエルフォ氏は言う。

さらに、リチウムイオン電池はEVや太陽光発電、風力発電の需要がますます高まっています。研究著者らは、ノートパソコン、スマートフォン、タブレット、電気自動車などに使用されている17種類の電池をテストし、そのうち11種類でビスFASIを検出しました。また、リチウムイオン電池のリサイクル率はわずか5%程度と推定されているため、研究著者らは埋立地付近でもビスFASIを探すことにしました。ノースカロライナ州の埋立地から採取した浸出液の既存の研究室サンプルを分析したところ、ppbの範囲に近い濃度が見つかりました。

「これは非常に有能な研究者グループによる非常に興味深い研究だ」と、この研究には関与していないミシガン州立大学PFAS研究センターの副所長A・ダニエル・ジョーンズ氏は電子メールで述べた。 ザ・ヴァージ「この研究は、しばしば無視されるPFAS化学物質に注目し、それが環境を通じて容易に運ばれることを示唆しています。また、この研究が、リチウム電池のライフサイクル全体の影響についてより意識を高める必要性に注目を集めていることも重要です。」