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超聲波助力燃料電池高效回收
2025年05月13日 11:12:32 來源:化工儀器網(wǎng) 作者:小王 點(diǎn)擊量:5171

英國萊斯特大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種利用聲波技術(shù)高效分離材料的新方法或?qū)⒊蔀榻鉀Q該問題的關(guān)鍵。

  燃料電池是一種將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)裝置。由于其高效、清潔、低噪音的特點(diǎn),被認(rèn)為是一種相對理想的能源載體,受到高度關(guān)注,甚至許多清潔能源未來的發(fā)展方向,都依賴燃料電池技術(shù)作為支撐。
 
  然而與此同時(shí),目前的燃料電池卻存在造價(jià)昂貴回收困難的問題,限制了其發(fā)展。造成這種情況的原因主要來自于燃料電池的核心部件——催化劑涂層膜(CCM)以及膜電極組件。
 
  催化劑涂層膜(CCM)中含有昂貴的鉑族金屬,膜電極組件中包含氟化聚合物膜(PFAS),并且PFAS膜與CCM之間黏附力極強(qiáng),這也就導(dǎo)致了回收過程中,兩者難以實(shí)現(xiàn)高效分離,如果強(qiáng)行回收,會(huì)增加回收成本;如果不回收,不但浪費(fèi)了寶貴的鉑族金屬,還可能對環(huán)境產(chǎn)生危害。這種與燃料電池本身清潔環(huán)保相違背的情況,也限制了燃料電池的發(fā)展與普及。因此,長期以來,如何有效的回收并處理催化劑涂層膜(CCM)與氟化聚合物膜(PFAS)成為了燃料電池發(fā)展過程中的一個(gè)重要課題。
 
  就在近日,英國萊斯特大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種利用聲波技術(shù)高效分離材料的新方法或?qū)⒊蔀榻鉀Q該問題的關(guān)鍵。團(tuán)隊(duì)提出,針對燃料電池的回收,可以先用有機(jī)溶劑浸泡材料,再結(jié)合水超聲處理剝離PFAS膜與貴金屬。
 
  基于此,團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步開發(fā)了一種連續(xù)分層工藝。這種工藝采用定制刀片式超聲波發(fā)生器,通過高頻超聲作用產(chǎn)生大量微小氣泡,微小氣泡在高壓下破裂,便可以在幾秒鐘內(nèi)將珍貴的催化劑從材料中釋放出來。整個(gè)過程在常溫下便完成,并且操作簡便、可擴(kuò)展性強(qiáng),無需使用強(qiáng)腐蝕性化學(xué)品,節(jié)能環(huán)保,并且具備大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的可行性。
 
  從長期發(fā)展來看,該技術(shù)不但改變了燃料電池的回收方式,提升了回收效率,更為后續(xù)燃料電池的普及打下了重要的技術(shù)基礎(chǔ),有利于更好的實(shí)現(xiàn)能源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)管理,促進(jìn)綠色能源體系的完善。也期待未來,燃料電池能夠?yàn)槲覀兊纳顜矸e極的影響。
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