CN101562252A - 从纳米结构的燃料电池催化剂回收铂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了从纳米结构的燃料电池催化剂回收铂，具体为通过暴露于酸性氧化溶液从而从包括纳米结构单元的、催化剂涂覆的膜中回收铂金属的方法和设备。该方法可另外包括从该酸性氧化溶液中沉淀出铂盐的后续步骤。该方法可另外包括煅烧该铂盐的后续步骤。

Description

从纳米结构的燃料电池催化剂回收铂
本申请为中国专利申请No.200580045663.4(PCT/US2005/046438)的分案申请。
技术领域
本发明涉及在燃料电池设备中回收用作催化剂的铂。
背景技术
美国专利5,879,827公开了包含针状微观结构载体晶须的纳米结构单元，所述针状微观结构载体晶须带有针状纳米催化剂粒子。所述催化剂粒子可包括不同催化剂材料的交替层，其中催化剂材料在组成、合金化程度或结晶度方面可以不同。
美国专利申请公开2002/0004453A1公开了燃料电池电极催化剂，其包括交替的含铂层和含第二金属低价氧化物的层，所述第二金属的低价氧化物显示CO氧化的早期发生。
美国专利5,338,430，5,879,828，6,040,077和6,319,293也涉及纳米结构的薄膜催化剂。
美国专利4,812,352，5,039,561，5,179,786和5,336,558涉及微观结构。
美国专利申请10/674,594公开了燃料电池阴极催化剂，其包括将铂和第二层的交替层沉积到微观结构载体上而形成的纳米结构，其可形成三元催化剂。
JP60184647A(英文摘要)据称记载了通过特定方法从燃料电池中回收一定量的贵金属，该方法包括电解或电解氧化的步骤，其中所述贵金属被沥滤入供料至电极的电解溶液中，所述电解溶液含有与贵金属形成配离子并使该贵金属可溶的离子或配体。
欧洲专利申请公开1065742A2据称记载了从燃料电池中回收电解质膜的特定方法，其可包括从燃料电池堆中除去膜电极组件，并将其浸在甲醇中以从该电解质膜除去电极的步骤。
美国专利4,775,452据称记载了通过在电解电池中进行的特定电解方法，从催化剂中回收一定量的微粒形式的贵金属。
美国专利5,133,843据称记载了在电化学电池的膜上或膜中回收一定量的特定形式金属的特定方法，该方法可包括用无机酸如王水处理的步骤。
从燃料电池部件中回收铂的一种标准方法是将所述部件灼烧并从得到的灰分中回收铂。较大的部件如燃料电池堆，可以或者可能需要在灼烧之前被切碎。
发明内容
简而言之，本发明提供了一种从包括纳米结构单元的催化剂涂覆的膜中回收铂金属的方法，该方法包括将所述催化剂涂覆的膜暴露于酸性氧化溶液中的步骤。该方法可另外包括从该酸性氧化溶液中沉淀出铂盐的后续步骤。该方法可另外包括煅烧该铂盐的步骤。该酸性氧化溶液通常包括至少一种酸和至少一种氧化剂，氧化剂可以是过氧化物如过氧化氢。该酸性氧化溶液通常包括至少一种强酸如盐酸。该酸性氧化溶液可以是王水。本发明方法的一个具体实施方式另外包括利用该酸性氧化溶液作为电镀溶液的后续步骤。
本发明方法的一个具体实施方式另外包括利用所述煅烧的铂盐制造燃料电池催化剂的后续步骤。
在另一个方面，本发明提供了一种包括聚合物电解质膜的制品，所述聚合物电解质膜具有附着到其一个或多个面上的粒子，所述粒子包括C.I.PIGMENT RED 149(PR-149苝红)且基本上不含铂金属。
本发明提供了现有技术未记载的一种从纳米结构的燃料电池催化剂中除去铂的快速且有效的方法。
在本申请中：
“膜电极组件”是指包含膜和至少一个但更常见为两个或多个邻接所述膜的电极的结构，该膜包括电解质、通常为聚合物电解质；
“纳米结构单元(element)”指针状、离散的微观结构，该结构在其至少一部分表面上包括催化剂材料；
“纳米催化剂粒子”指在至少一维上具有等于或小于约15nm的尺寸、或者具有约15nm或更小的微晶尺寸的催化剂材料粒子，所述尺寸根据标准2θX-射线衍射扫描的衍射半峰宽值测量；
“针状”指长度与平均截面宽度之比大于或等于3；
“离散”指具有独立区别的不同单元，但不排除单元的彼此接触；
和
“微观”指具有至少一个等于或小于约1微米的维度。
本发明的优点在于提供了一种快速、有效且具有选择性的从纳米结构的燃料电池催化剂中除去铂的方法。
附图说明
图1是如下面实施例1中所述，在各自三种王水浓度下，通过本发明的方法从催化剂涂覆的膜(CCM)中完全除去Pt的时间作为温度函数的图。
图2是如下面实施例3中所述，在各自三种HCl/过氧化物浓度下，通过本发明的方法从CCM完全除去Pt的时间作为温度函数的图。
详细说明
本发明通过包括将催化剂涂覆的膜暴露于酸性氧化溶液中的过程，从而提供了一种从包括纳米结构单元的催化剂涂覆的膜中回收铂金属的方法。
燃料电池催化剂通常含有大量的铂。所述催化剂通常存在于燃料电池的膜电极组件(MEA)中。MEA是质子交换膜燃料电池如氢燃料电池的中心元件。燃料电池是通过燃料如氢和氧化剂如氧的催化结合产生可用电的电化学电池。典型的MEA包括聚合物电解质膜(PEM)(也称作离子传导膜(ICM))其起到固体电解质的作用。PEM的一面与阳极电极层接触，相对面与阴极电极层接触。各电极层包括电化学催化剂，通常包括铂金属。在常见的使用中，在阳极通过氢的氧化形成质子，并穿过PEM运送到阴极以与氧反应，从而在连接电极的外部电路中产生电流流动。PEM在反应物气体之间形成耐久的、无孔的、不导电的机械屏障，而其仍可使H+离子容易地通过。气体扩散层(GDL)有利于气体传输到阳极和阴极电极材料和从其传输出来，从而有利于传导电流。GDL是多孔和导电的，并通常由碳纤维组成。GDL还可以称为流体传输层(FTL)或扩散器/集电器(diffuser/current collector)(DCC)。在一些实施方式中，将阳极和阴极电极层施加到GDL上，并在所得催化剂涂覆的GDL之间夹入PEM以形成五层MEA。五层MEA的五层依次是：阳极GDL，阳极电极层，PEM，阴极电极层，和阴极GDL。在另外的实施方式中，将阳极和阴极电极层施加到PEM的任一侧，并将所得催化剂涂覆的膜(CCM)夹在两个GDL之间以形成五层MEA。
在不同实施方式中，本发明可利用用于以不同燃料工作的燃料电池用燃料电池部件进行实施，所述燃料包括氢、重整油、甲醇等。
PEM通常由聚合物电解质构成。所述聚合物电解质通常带有结合到共同主链上的阴离子官能团，其通常是磺酸基，但也可包括羧酸基、酰亚胺基、酰胺基或其他酸性官能团。所述聚合物电解质通常高度氟化，最常见为全氟化，但也可以部分氟化或未氟化。所述的聚合物电解质通常是四氟乙烯和一种或多种氟化的酸性官能共聚单体的共聚物。典型的聚合物电解质包括(DuPont Chemicals，WilmingtonDE)和FlemionTM(Asahi Glass Co.Ltd.，Tokyo，Japan)。所述聚合物电解质可以是四氟乙烯(TFE)和FSO2-CF2CF2CF2CF2-O-CF＝CF2的共聚物，记载于美国专利申请10/322,254，10/322,226和10/325,278中。所述聚合物通常具有1200或更低的当量重量(EW)，更通常为1100或更低的当量重量，更通常为1000或更低的当量重量。除氟化膜外，所述膜可包括烃类聚合物，包括芳族聚合物。有用的烃类聚合物的例子包括磺化的聚醚醚酮，磺化的聚砜，和磺化的聚苯乙烯。
典型的燃料电池用催化剂的形式包括催化剂金属细粒，常规的碳负载催化剂和纳米结构薄膜催化剂，所述纳米结构的薄膜催化剂包括纳米结构的单元和纳米结构的催化剂粒子。
常规碳负载的典型催化剂粒子为50-90wt％的碳和10-50wt％的催化剂金属，所述催化剂金属通常包括用于阴极的Pt和用于阳极的重量比为2∶1的Pt和Ru。通常，将催化剂以催化剂油墨的形式施加到PEM上或FTL上。或者，可将所述催化剂油墨施加到转移基材上，干燥，并然后作为贴花膜施加到PEM上或FTL上。所述的催化剂油墨通常包括聚合物电解质材料，所述聚合物电解质材料可以与构成PEM的聚合物电解质材料相同或不同。所述催化剂油墨通常包括在聚合物电解质分散体中的催化剂粒子分散体。该油墨通常含5-30％的固体(即聚合物和催化剂)，更通常为10-20％的固体。该电解质分散体通常是水性分散体，其可另外含有醇和多元醇如丙三醇和乙二醇。可调整水、醇和多元醇的含量以改变油墨的流变学性能。该油墨通常含有0-50％的醇和0-20％的多元醇。此外，该油墨可含有0-2％适当的分散剂。通常通过加热搅拌然后稀释成可涂覆的稠度而制备该油墨。
包括纳米结构单元和纳米结构催化剂粒子的纳米结构薄膜催化剂记载于美国专利5,338,430，5,879,827，5,879,828，6,040,077和6,319,293，美国专利申请10/674,594，和美国专利申请公开2002/0004453A1。
在使用中，燃料电池MEA通常被夹在两个刚性板之间，所述刚性板称为隔板，也称为双极板(BPP)或单极板。如GDL一样，所述隔板必须是导电的。所述隔板通常由碳复合材料、金属或喷镀的金属材料制成。所述隔板通常通过在其面向MEA的表面上雕刻、碾磨、模制或压印的一个或多个流体传导通道，将反应物或产物流体分配到MEA电极表面，并从所述MEA电极表面分配反应物或产物流体。这些通道有时命名为流动场。所述的隔板可将流体分配到电池堆中两个连续MEA，并从所述堆中的两个连续MEA分配流体，其一个面将燃料引导至第一MEA的阳极，而另一面将氧化物引导至下一MEA的阴极(并除去产物水)，从而称其为“双极板”。或者，所述隔板可仅在一侧具有通道，从而仅在该侧将流体分配到MEA或从MEA分配流体，这可称为“单极板”。如在现有技术中使用的，术语双极板通常也包括单极板。此外，双极板或单极板也包括内部或外部的冷却通道。
典型的燃料电池堆包括许多与双极板交错堆叠的MEA。通常提供密封件和垫圈以保持流体通道的完整性。此外，通常通过适当机制将整个电池堆保持在压缩状态下，以保持流体通道的完整性。所述电池堆通常包括开口，在所述开口处可使燃料、氧化剂(通常为氧气、空气或包括氧气的气体混合物)、未使用的燃料、未使用的氧化剂和产物水进入或离开该电池堆。所述电池堆更通常包括四个开口：燃料入口，燃料出口，氧化剂入口和氧化剂出口。给定设计的电池堆通常要求具有连接到各个开口的特定连接器。
在本发明的一个实施方式中，从燃料电池CCM的纳米结构单元中回收铂。CCM可包括在MEA或燃料电池堆中。在该方法中，使CCM暴露于酸性氧化溶液中。通常该酸性氧化溶液的条件和组成可溶解CCM中大部分的铂。所述酸性氧化溶液通常包括至少一种酸和至少一种氧化剂。该氧化剂可以是任意合适的氧化剂，包括过氧化物如过氧化氢、臭氧等，和酸性氧化剂如硝酸、磷酸、硫酸等。所述的酸可以是任意合适的酸，其通常是强酸如HCl等。所述酸性氧化溶液可以是王水。该酸性氧化溶液可以是HCl和过氧化氢的溶液。该酸性氧化溶液可以在任意合适的溶剂中，所述溶剂通常包括水。该酸性氧化溶液可以另外包括表面活性剂，其可辅助溶液渗透到GDL中并遍及MEA或燃料电池堆的流体通道。该酸性氧化溶液可以另外包括指示剂以监测溶液条件，其可包括用于铂含量、酸度和其他相关因素的指示剂。该酸性氧化溶液可以另外包括螯合剂。
通常，将CCM暴露于该酸性氧化溶液的步骤的持续时间为一小时或更短的时间，更通常为30分钟或更短的时间，更通常为10分钟或更短的时间，更通常为5分钟或更短的时间。
在本发明的一个实施方式中，该包括溶解的铂的酸性氧化溶液可用于电镀铂，或可通过电镀过程或其他电化学过程将铂从该溶液中移出。
在本发明的一个实施方式中，然后对该包括溶解的铂的酸性氧化溶液进行处理，从而从该酸性氧化溶液中沉淀出铂盐。在本发明的一个实施方式中，可加入与铂形成不溶性盐的反荷离子。或者，在沉淀前可通过以下方法从其他离子中分离铂离子，所述方法如离子交换、使用螯合剂、电镀、其他离子的沉淀和类似的方法。
在本发明的一个实施方式中，然后煅烧该沉淀的铂盐，通常通过加热到500℃或更高的温度，更通常为700℃或更高的温度，更通常为900℃或更高的温度而进行。煅烧的条件通常使得可获得相对纯的、通常为“海绵状”或“饼状”的铂金属。回收的铂可用于任何目的，包括再次制造燃料电池催化剂。
在一个实施方式中，CCM的残留物包括带有附着到一个或多个面上的C.I.PIGMENT RED 149(PR-149苝红)粒子且基本无残留铂金属的聚合物电解质膜。更通常所述CCM的残留物基本不包括残留的金属。该CCM可包括MEA或燃料电池堆的残留物。如果处理的CCM之前没有用于燃料电池，即它是CCM生产工艺中的不合格品或废料，则预期回收的PEM材料是可再次使用的。该PEM可重溶于溶剂中用于作为膜再次涂覆，而所述苝红晶须则通过过滤除去。
在本发明的一个实施方式中，无需拆卸该电池堆即从燃料电池堆中回收铂。电池堆中存在的铂可以是任意合适的形式，包括常规的碳负载的催化剂，纳米结构的薄膜催化剂，金属细粒等。在该方法中，上述的酸性氧化溶液通过电池堆的一个或多个开口引入到电池堆中。通常，然后从该电池堆中回收该酸性氧化溶液。在一些实施方式中，如上面所述对回收溶液进行处理，这可包括将该溶液用于电镀或电化学过程，或从回收的该酸性氧化溶液中沉淀出铂盐，随后可对铂盐进行煅烧。通常无需向该电池堆施加电流而进行这些步骤。
可通过与该酸性氧化溶液引入电池堆相同或不同的开口从电池堆中移出该酸性氧化溶液。在一个实施方式中，通过燃料入口或燃料出口之一引入该酸性氧化溶液，并从另一个将其移出。在一个实施方式中，通过氧化剂入口或氧化剂出口之一引入该酸性氧化溶液，并从另一个将其移出。另外的实施方式同时包括前述的二个实施方式，或者相继发生或更通常同时发生。
在本发明的一个实施方式中，提供了用于从燃料电池堆中回收铂金属的设备。该设备包括至少一个适于连接电池堆开口的连接器和至少一个用于酸性氧化溶液的贮槽。该贮槽的作用在于连接到该连接器，以使得该酸性氧化溶液可以被引入到第一开口中。可提供泵用于将该酸性氧化溶液从该第一贮槽移动到所述第一连接器。此外，可提供第二连接器用于连接第二开口，其中该第二连接器的作用在于连接到相同或不同的贮槽，以使得可将该酸性氧化溶液从该第二开口移出到连接的贮槽内。在一个实施方式中，该设备包括四个连接器，用于连接燃料入口、燃料出口、氧化剂入口和氧化剂出口中的每一个，并能够通过电池堆的燃料和氧化剂路径循环该酸性氧化溶液。该设备可任选装配有用于各个路径的泵。该设备可任选对两个路径装配单个泵。该设备可任选装配有一个、两个、三个或四个贮槽。该设备可任选装配有压力计或调节装置。该设备可任选装配有用于溶液的加热、冷却或温度调节的装置。该设备可任选装配有用于逸出气体的安全通风和/或处理的装置，所述气体可包括氯气。该设备可任选装配有计算机调控的控制设备。该设备可任选装配有确定所需的反应终点的设备，如计时器，用于Pt离子或其他离子浓度的检测器，用于如上所述的任何指示剂的探测器，等。
本发明可用于燃料电池部件的再循环。
通过下面实施例进一步说明本发明的目的和优点，但这些实施例中引用的特定材料和其用量以及其他条件和细节不应构成对本发明的不当限制。
实施例
除非另外指明，所有试剂均得自或可得自Aldrich Chemical Co.，Milwaukee，WI，或可通过已知方法合成。
催化剂涂覆的膜(CCM)
在下面的各实施例中使用两种CCM中的一种。
纳米结构的CCM包括30微米厚的流延NAFION PEM和纳米结构的薄膜催化剂电极，其中在阳极上具有0.15mg/cm2的Pt，在阴极上具有0.19mg/cm2的Pt。所述阴极催化剂是PtNiFe形式的三元催化剂，负载有0.19mg/cm2的Pt和0.067mg/cm2的80∶20 Ni∶Fe(～0.054mgNi/cm2和0.0135mg Fe/cm2)，如在美国专利申请10/674,594中记载。如在美国专利4,812,352，5,039,561，5,176,786，5,336,558，5,338,430，5,879,827，5,879,828，6,040,077和6,319,293中的概括教导，将所述催化剂涂层负载于C.I.PIGMENT RED 149(PR-149苝红)有机颜料(可以商品名″13-4000PV FAST RED 13″从Clariant，Coventry，RI得到)的晶须薄膜上。将所涂覆的晶须通过干燥层压转移法施加到PEM上。
实施例1
在三种温度下(30℃，40℃和50℃)，将纳米结构CCM的小试验条浸渍于去离子水中的不同浓度王水(3HCl+HNO3)中(25％，50％和75％浓度)，并记录从CCM中移出Pt所需的时间。因为一旦从C.I.PIGMENTRED 149(PR-149苝红)有机颜料晶须移出了Pt涂层，纳米结构CCM的外观即从黑色变成红色，因而通过肉眼即可容易确定终点。取颜色变化完全时为终点。在暴露过程中适度振摇装有样品的试管。结果在表I和图1中给出。
表I
  序号   浓度(％)   温度(℃)   时间(分钟)
  1   25   30   210
  2   75   30   3.50
  3   25   50   30.0
  4   75   50   0.72
  5   25   40   98
  6   75   40   2.00
  7   50   30   32
  8   50   50   5.5
  9   50   40   12.2
  10   50   40   12.5
  11   50   40   12.0
结果表明浓度或温度的上升均使移出Pt所需的时间减少。在一次试验中，在40℃利用75％的王水仅在2分钟内就从纳米结构的CCM中移出了Pt。然而，由于高浓度王水往往容易逸出氯气，在约60℃使用50％的王水/水溶液可能是易于使用且有效的。
实施例2
在本实施例中，如实施例1中所述的那样，利用500ml在水中的50％王水于60℃从纳米结构的CCM材料中提取Pt。然后在三次连续的一升去离子水洗涤中对该CCM进行漂洗，称作洗涤1，洗涤2和洗涤3。利用感应耦合等离子体发射光谱分析法(ICP)确定各个溶液等分溶液中的元素浓度。酸性提取物溶液的ICP表明Pt的总含量为2.17g，Fe的总含量为0.09g，Ni的总含量为0.37g。同样对各个漂洗浴进行ICP分析。对于从CCM除去总共2.45g的Pt，各个漂洗液中的Pt量为：0.263g Pt(洗涤1)，0.012g Pt(洗涤2)和0.6mg Pt(洗涤3)。由于在酸和洗涤溶液中的搅动，在王水溶液和三次洗涤液中均发现了松散的苝红晶须。通过玻璃滤垫过滤含有铂的王水溶液，以除去松散的苝红晶须。
通过沸腾将滤液减至100毫升的体积。然后通过加入9毫升5摩尔的氯化铵溶液(过量1.5摩尔)而沉淀氯铂酸。反应如下：
2NH4Cl+H2PtCl6→(NH4)2PtCl6↓+2HCl
氯铂酸铵的回收量为4.1729g。通过ICP测定，残留上清液溶液含有1.8mg Pt，5.3mg Fe和21mg Ni。从而，沉淀步骤回收了氯铂酸中约99.9％的Pt。
在1000℃下在隔焰炉中煅烧干燥的氯铂酸铵沉淀，得到Pt海绵状物。从4.1729g(NH4)2PtCl6中铂海绵状物的理论回收值为1.8348g。铂海绵状物的实际回收值为1.8200g。这表明在煅烧过程中回收率为97.7％。这表示煅烧过程损失了2.3％的铂。将0.06507g少量铂海绵状物溶于浓盐酸，用过氧化氢处理，稀释至50ml并通过ICP进行分析。发现样品含有99.25％Pt，0.56％Ni和0.19％Fe，和可忽略量的Si，Na，Ti，Al，K，Zn，Mg和Zr，证明可以高纯度回收Pt。
除Pt的回收外，该实施例证明从催化剂中存在的其他元素包括Ni和Fe中分离出了Pt。CCM中含有的Ni和Fe的初始量为0.343g Ni和0.0857g Fe。因为在沉淀的滤液中仅发现了0.021g的Ni和.0053g的Fe，则剩余93.9％Ni和93.8％Fe留在溶液中。这表明能够从多元素催化剂中容易地纯化铂。
实施例3
研究用HCl和H2O2的组合替代王水，并发现更有效，即在更短时间内在更低温度下从纳米结构薄膜催化剂电极中回收Pt，此外，C.I.PIGMENT RED 149(PR-149苝红)晶须载体粒子仍留在该膜上。
在三种温度下(30℃，35℃和40℃)，将纳米结构CCM的小试验条浸渍于去离子水中的不同浓度HCl/H2O2(2.5ml的浓HCl对1ml 30％的H2O2)中(60％，70％和80％酸浓度)，并记录从CCM中移出Pt所需的时间。如实施例1，因为一旦从C.I.PIGMENT RED 149(PR-149苝红)有机颜料晶须移出了Pt涂层，纳米结构CCM的外观即从黑色变成红色，因而通过肉眼即可容易确定终点。取颜色变化完全时为终点。在暴露过程中适度振摇装有样品的试管。结果在表II和图2中给出。
表I
  序号   浓度(％)   温度(℃)   时间(分钟)
  1   60   30   5.65
  2   80   30   1.98
  3   60   40   2.20
  4   80   40   0.90
  5   60   35   3.35
  6   80   35   1.43
  7   70   30   2.55
  8   70   40   1.42
  9   70   35   2.15
  10   70   35   2.20
  11   70   35   2.33
结果表明通过使用HCl/过氧化物替代王水，通过浓度或温度的上升均可使移出Pt所需的时间减少。在约20℃或在环境温度使用85％HCl/过氧化物溶液可能是易于使用且有效的。这将无需增加用于加热的能量。实际上，该反应是略微放热的，从而可自热。
实施例4
用酸性氧化溶液处理纳米结构CCM片，所述CCM片的总面积为5400cm2并具有1.836g的Pt标称含量，所述酸性氧化溶液通过向85％浓HCl和15％水(v/v)的250ml溶液中加入40ml的H2O2而制备。所述CCM中的总Pt标称含量为1.3g。将该CCM切成条并置于环境温度下的回收试剂中，并振摇几分钟，同时频繁排去具有氯气气味的气体。注意到该反应是温和放热的。观察到该CCM条的颜色从黑色变为红色(来源于在所述膜上遗留的苝红颜料晶须)，且酸性氧化溶液从清澈变为深红棕色。
将所得棕色液体从反应容器中排出，并将PR149晶须涂覆的Nafion条经受五次50ml去离子水洗涤。在酸性氧化试剂或随后的洗涤液中注意到非常少的松散PR149晶须。将试剂和洗涤液混合并通过在敞口烧杯中加热将体积减少至约132ml(140g重量)。然后过滤该浓缩的溶液。该形式的溶液可用于，例如在珠宝制造中电镀Pt。
在室温温和搅拌下以3.5摩尔当量的量将氯化铵加入到氯铂酸溶液中，过量1.5摩尔。从上清溶液中过滤沉淀并干燥。将黄色的氯铂酸铵沉淀粉末置于无灰滤纸上并在1000℃下在隔焰炉中煅烧。经如下反应回收1.93g的铂海绵状物：
(NH4)2PtCl6→2NH4Cl↑+Pt0+2Cl2↑
利用X射线荧光确定Pt海绵状物的纯度。发现为99.4％的纯Pt。从而回收了1.918g，或CCM标称含量的104％。
实施例5(预测性)
在该实施例中，不拆卸电池堆而从燃料电池堆的MEA提取作为氯铂酸溶液的Pt。这可能是回收并再生该电池堆的最有价值组分的非常经济的方法。在该方法中，使如在实施例1-4中使用的酸性氧化溶液通过燃料电池堆的正常阳极和阴极气体入口和出口循环。该溶液填充流动场通道并穿透气体扩散层，从而将在临近于GDL的CCM表面上所含的Pt溶解掉。任选对该溶液加压。任选加入适当的表面活性剂或其他添加剂以使得酸性溶液有效渗透通过该电极背衬和气体扩散层。泵和任选的加热体系使该溶液循环通过所述电池堆，持续足以溶解该待回收的贵金属的预定时间。所述的外部设备包括适当的通风设施，以排去和捕集产生的任何Cl2气。实施例3表明从纳米结构的薄膜催化剂提取Pt将仅需要几分钟的暴露时间。在Pt移出后，任选将该电池堆切碎，熔融和/或灼烧。
不偏离本发明的范围和精神，本发明的各种改变和变化对于本领域技术人员将是显而易见的，并应理解本发明不应不当地受限于上文给出的例示性实施方式。

Claims (1)

1.一种制品，其包括聚合物电解质膜，所述聚合物电解质膜具有附着到一个或多个面上的针状、离散的微观粒子，且其基本上不含铂金属。
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