电动汽车电池成为水体PFAS（永久化学品）污染的新来源

一些锂离子电池技术使用了一类PFAS化学物质（或全氟烷基和多氟烷基物质），用以降低电池的易燃性和导电性。

根据发表在《自然通讯》杂志上的一项研究，科学家们在美国、比利时和法国制造这些化学物质的植物附近的空气、水、雪、土壤和沉积物样本中发现了高水平的PFAS。

PFAS被称为“永远的化学物质”，因为它们在环境、人类和动物中迅速积累，数千年都不会分解。它们与许多健康状况有关，包括肝损伤、高胆固醇、低出生体重和慢性肾病。

研究结果强调，转向更清洁的汽车和可再生能源是解决气候危机的关键，但它也有自己的一套权衡，这些权衡仍在出现，尚未得到充分研究。

虽然在电池、太阳能电池板、风力涡轮机和其他技术中使用的锂和其他矿物的开采，对环境和健康的影响有很好的记录，但是研究人员才发现锂离子电池是PFAS污染的另一个来源。

德克萨斯理工大学环境工程副教授、该研究的合著者詹妮弗·圭尔福在一份声明中说：“通过电动汽车等创新来削减（二氧化碳）排放是至关重要的，但它不应该带来增加PFAS污染的副作用。”

该研究称， 这是一个全球关注的问题，因为锂离子电池在世界各地都在使用。最近，在欧洲和亚洲部分地区的水中检测到了低水平的同一类PFAS，但污染源尚不清楚。

圭尔福的团队发现的一类特殊的PFAS被称为“双全氟烷基磺酰亚胺（bis-FASIs）”。科学家们测试了十几种用于电动汽车和笔记本电脑等消费电子产品的锂离子电池，发现了不同浓度的双氟化锂离子电池。

杜克大学环境工程副教授、该研究的合著者李·弗格森说，很难知道这些化学物质在特定的锂离子电池中有多普遍，因为目前还没有足够的研究。

圭尔福说，双氟化化学物质与PFOA等“臭名昭著的老牌”化学物质相当，部分原因是它们极难降解，研究表明， 低浓度的化学物质会改变水生生物的行为。PFOA在美国已逐步停产，但仍在继续污染饮用水。

这项研究首次对锂离子电池中使用bis-FASIs对环境的影响进行了“从摇篮到坟墓”的评估。bis-FASIs对人类的影响尚未得到研究。

科学家们在饮用水中检测到bis-FASIs的含量为十亿分之一，远远高于美国环境保护署4月份设定的PFAS含量上限。

该研究称，去除饮用水中PFAS的策略也可以去除bis-FASIs，由于EPA的规定，这应该得到更广泛的采用。然而，化学品制造商和一些水务公司在法庭上对该机构提出了质疑。

还存在其他接触bis-FASIs的途径。空气排放数据表明，这些化学物质可以传播到远离生产地点的地区。它们还可以从垃圾填埋场渗入环境中，而大多数锂离子电池最终都集中在垃圾填埋场。

该研究称， 只有约5%的锂离子电池被回收利用，到2040年，锂离子电池废物可能会达到800万吨左右。

圭尔福表示，科学家、工程师、制造商和政策制定者，需要开发不会加剧PFAS污染的电池技术和回收解决方案。

圭尔福说：“我们需要仔细评估这些用于可持续能源基础设施的化学物质。我们现在应该在它成为一个更广泛的问题之前对它们进行评估。我们有机会最大限度地发挥可持续发展的理念。”

该研究称，包括3M、索尔维和阿科玛在内的公司要么持有bis-FASIs的专利，要么宣传其生产或使用。科学家们把研究重点放在了这些公司位于明尼苏达州、肯塔基州、比利时安特卫普和法国萨林德雷斯的制造工厂附近的地区。

3M公司生产PFAS已有几十年的历史，去年，该公司同意与美国城镇达成100亿美元的和解协议，以解决他们声称该公司用永久性化学品污染饮用水的问题。3M表示，将在2025年底前退出所有PFAS的生产。

在该公司达成和解之前，科慕、杜邦和科梯瓦还达成了一项协议，将支付11.9亿美元，帮助解决数千起诉讼。

附：PFAS在汽车领域的主要应用有：

动力蓄电池

在现代锂离子电池中，PFAS主要有两种应用：

1. PVDF（聚偏二氟乙烯)被用作涂覆金属氧化物阴极的粘结剂

2. 电解液中的含氟有机添加剂，用于提高电池寿命。例如，氟苯和氟乙烯碳酸酯（FEC)形成一个保护层，防止阳极中的材料与电解质反应

燃料电池

PFAS在燃料电池中有很多应用。它们存在于：

1. 聚合物电解质膜（PEM)

2. 电极

3. 气体扩散层

4. 气体、水和空气通道密封剂

5. 冷却剂回路

在燃料电池中使用的物质必须在化学、机械和热稳定性方面非常稳定，因此由聚四氟乙烯（PTFE）、FEP或氟弹性体（氟橡胶，FKM）制成。

电子设备

在电力电子领域，PFAS应用于：

1. 隔膜

2. 密封件和外壳涂层

3. 液晶和半导体的生产。对于半导体，PFAS用于中央光刻工艺，但PFAS不会出现在最终产品中。

4. 安全关键型传感器应用中接触系统中的油。

这对于电动汽车应用和自动联网驾驶来说是必不可少的。

PFAS也广泛应用于电动汽车的其他电子设备中。

工业纺织品及膜

车辆中的技术纺织品需要具有抗油、水和污垢、高化学稳定性、高耐热性和高抗紫外线的表面，这些主要用于非织造布和膜：

1. 燃料电池和电池

2. 气体过滤膜（HVAC)

密封件和软管

含氟聚合物，弹性体和热塑性塑料（FKM、FFKM、FVMQ、F-TPV、ETFE和PTFE)，在密封和运输各种汽车流体中应用广泛。典型应用包括冷却系统中的密封件和垫圈，冷却液软管，以及动力总成外围设备中的部件。

润滑油和润滑脂

典型的物质是聚四氟乙烯和PFPE，常见应用包括：

1. PFAS润滑脂用于电连接器，以限制镀金的厚度

2. 由于缺乏气味和低蒸发速率，用于空气流动的部件

3. 用于安全关键的制动系统

4. 插入电接点

汽车安全系统

1. 安全气囊的充气机

2. 安全关键系统中的传感器

3. 制动系统

（来源: 知新了了、Mr.Q质量先生等 ）