Nuevo método basado en baterías logra degradar PFAS persistentes en un 95%, sin generar subproductos tóxicos.
- Baterías fallidas, nueva arma ambiental.
- PFAS degradados, no fragmentados.
- Electricidad y química, trabajo local.
- Flúor recuperado, residuos transformados.
- Tratamiento modular, sin altas temperaturas.
- Puente entre energía limpia y agua segura.
Los investigadores utilizan baterías fallidas para combatir los «químicos eternos»
Durante tres años, el equipo del laboratorio de Chibueze Amanchukwu en la Universidad de Chicago se ha dedicado a algo poco glamuroso pero esencial: leer fallos, analizar degradaciones, rastrear errores que otros querían olvidar. Electrolitos que se rompen antes de tiempo. Baterías que pierden rendimiento. Compuestos que “no deberían” comportarse así.
Y ahí, en ese territorio de la imperfección, apareció una oportunidad. Convertir el fracaso químico en una herramienta ambiental. Lo que normalmente se ve como un problema para la transición energética —la degradación de materiales en baterías— pasó a ser una pista para atacar uno de los contaminantes más persistentes del planeta: los PFAS.
Trabajando junto a la Universidad Northwestern, el equipo transformó las condiciones que dañan los componentes de las baterías en una técnica electroquímica capaz de romper los enlaces carbono-flúor, la armadura molecular que hace casi indestructibles a estas sustancias. El resultado no es solo que desaparezca el contaminante, sino que se evita un problema habitual: la creación de fragmentos más cortos, todavía tóxicos y difíciles de capturar en plantas de tratamiento.
Los resultados, publicados en Nature Chemistry, muestran una defluorinación cercana al 94% y una degradación del 95% en el caso del ácido perfluorooctanoico (PFOA), uno de los PFAS más estudiados y preocupantes. En lugar de “trocear” la molécula, el proceso empuja hacia una mineralización casi completa, liberando flúor en forma aprovechable para crear nuevos compuestos libres de PFAS. De residuo peligroso a materia prima, sin rodeos.
Para el profesor Brian Chaplin, de la Universidad de Illinois en Chicago, este enfoque representa un cambio conceptual importante: reducir en lugar de oxidar. La mayoría de los métodos actuales atacan los PFAS quitándoles electrones con calor, radiación UV o plasmas. Aquí ocurre lo contrario: se les añaden electrones en un entorno sin agua, lo que vuelve inestables los enlaces más fuertes de la química orgánica.
Mientras investigadores de todo el mundo desarrollan formas de destruir las tenaces moléculas de PFAS mediante luz ultravioleta, altas temperaturas, plasmas, microbios capaces de “devorar” plásticos u otros métodos, este nuevo trabajo incorpora a la electroquímica —el delicado baile entre la electricidad y los enlaces moleculares— como una aliada más en la lucha.
Y no es un detalle menor. La electroquímica modular permite pensar en sistemas pequeños, instalados cerca del problema. Un contenedor, unos paneles solares, una batería de respaldo y un reactor que trata corrientes locales de agua contaminada. Sin hornos industriales, sin presiones extremas, sin infraestructuras imposibles de llevar a zonas rurales o comunidades aisladas.
Químicos persistentes, una pregunta persistente
Los PFAS están en todas partes. Espumas contra incendios, tejidos impermeables, utensilios de cocina, recubrimientos industriales, incluso en la ropa de laboratorio que usan los propios investigadores. Su valor comercial nace de su resistencia química, pero esa misma cualidad los convierte en un problema cuando alcanzan acuíferos, ríos o sistemas de agua potable.
La preocupación no es solo ambiental, también sanitaria. Numerosos estudios los vinculan con alteraciones hormonales, problemas inmunológicos y ciertos tipos de cáncer. La pregunta incómoda que perseguía al equipo de Amanchukwu en conferencias era directa: si la industria energética quiere abandonar los combustibles fósiles, ¿por qué sigue usando “químicos eternos” en sus propias tecnologías?
Lejos de esquivar el tema, el laboratorio decidió enfrentarlo desde dentro. Muchos electrolitos de baterías contienen PFAS en pequeñas cantidades, no necesariamente de los tipos más tóxicos. Pero si esos compuestos se degradan con el uso, ¿por qué no estudiar ese proceso y aprender a forzarlo de manera controlada en el agua contaminada?
La búsqueda del fallo
El corazón del sistema es sencillo en apariencia: electrodos, un disolvente no acuoso y una corriente eléctrica. La clave está en lo que no hay: agua. En medios acuosos, al intentar reducir los PFAS, la electricidad acaba separando el agua en hidrógeno y oxígeno antes de tocar la molécula contaminante. En cambio, en un electrolito estable, los electrones encuentran su verdadero objetivo.
El tratamiento con electrodos de cobre activados con litio, un elemento familiar en el mundo de las baterías, completa el proceso. Esa combinación crea un entorno químico donde los PFAS dejan de ser intocables. De 33 compuestos analizados, más de dos tercios mostraron niveles de degradación superiores al 70%. Algunos, casi totales.
No es un descubrimiento aislado. Forma parte del trabajo del centro AMEWS, liderado por el Laboratorio Nacional Argonne, que busca conectar los mundos de la energía y el agua. Dos sistemas que suelen estudiarse por separado, pero que en la práctica están profundamente entrelazados: no hay transición energética sin agua limpia, ni tratamiento de agua sostenible sin energía accesible y limpia.
Potencial
Esta tecnología apunta a un modelo donde la energía limpia no solo sirve para producir electricidad, sino también para reparar daños ambientales del pasado. Reactores electroquímicos alimentados por paneles solares o microrredes locales podrían convertirse en herramientas habituales en comunidades rurales, instalaciones industriales o zonas afectadas por contaminación histórica.
A medio plazo, la posibilidad de recuperar flúor y reutilizarlo en compuestos libres de PFAS abre una puerta a la economía circular química. No solo se destruye un residuo peligroso, se transforma en un recurso. Una lógica que encaja con las nuevas políticas europeas y globales de reducción de sustancias persistentes y responsabilidad ampliada del productor.
En la vida cotidiana, esto podría traducirse en agua potable más segura, menos restricciones en pozos contaminados y una mayor confianza en los sistemas de tratamiento locales. No es una solución mágica ni inmediata, pero sí un paso concreto hacia una transición donde la innovación energética y la salud ambiental caminan juntas. A veces, curiosamente, empezando por estudiar por qué algo se rompe.
Más información: Lithium metal-mediated electrochemical reduction of per- and poly-fluoroalkyl substances | Nature Chemistry
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