CN107910613A - 废旧燃料电池的回收利用方法 - Google Patents

废旧燃料电池的回收利用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107910613A
CN107910613A CN201711313215.9A CN201711313215A CN107910613A CN 107910613 A CN107910613 A CN 107910613A CN 201711313215 A CN201711313215 A CN 201711313215A CN 107910613 A CN107910613 A CN 107910613A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel cell
waste
recoverying
old fuel
utilizing method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711313215.9A
Other languages
English (en)
Inventor
钟发平
陈功哲
欧腾蛟
倪江鹏
邓宇飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Engineering Research Center of Advanced Energy Storage Materials Shenzhen Co Ltd
Original Assignee
National Engineering Research Center of Advanced Energy Storage Materials Shenzhen Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Engineering Research Center of Advanced Energy Storage Materials Shenzhen Co Ltd filed Critical National Engineering Research Center of Advanced Energy Storage Materials Shenzhen Co Ltd
Priority to CN201711313215.9A priority Critical patent/CN107910613A/zh
Publication of CN107910613A publication Critical patent/CN107910613A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/54—Reclaiming serviceable parts of waste accumulators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明提供了一种废旧燃料电池的回收利用方法，将废旧燃料电池进行拆解得到膜电极、双极板和金属外壳，膜电极浸没于有机溶剂中，超声波震荡后，分离出浮于混浊液体上层的固体物，再将分离后的混浊液体过滤得到膜状物、滤渣，将膜状物干燥粉粹后与乙醇水溶液以一定质量比混合后置于200～300℃的高压反应釜中保持一定时间，制得溶液；将滤渣干燥粉粹后，在充满空气且400～600℃环境下灼烧6～10h，冷却形成固体物质，将固体物质溶解于硫酸或盐酸溶液中，过滤洗涤后得到铂金属。本发明方法，工艺简单，回收率高，可降低环境污染。

Description

废旧燃料电池的回收利用方法
技术领域
本发明涉及一种废旧电池的回收利用方法，特别涉及一种废旧燃料电池的回收利用方法。
背景技术
质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种高效环保的发电方式，其能效转化率超过60％，远高于内燃机30％～35％的能源转换效率；此外燃料电池使用氢气作为燃料，燃料可再生且来源广，而且排放物仅为水，这对于国家能源战略和环境保护具有特别重要的意义。但随着时间的推进，废旧的燃料电池也越来越多，如果不进行任何处理就直接废弃的话，一方面造成资源浪费，另一方面造成环境污染。现有技术中，关于燃料电池的回收再利用渠道和工艺都不完善，传统方法中处理废质子交换膜一般都采用焚烧或掩埋方式，这种方式会产生氟化物，造成了极大的环境污染。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明旨在提供一种工艺简单、无污染、回收率高的废旧燃料电池的回收利用方法。
本发明通过以下方案实现：
一种废旧燃料电池的回收利用方法，包括以下步骤：
Ⅰ将废旧燃料电池进行拆解得到膜电极、双极板和金属外壳，双极板和金属外壳直接回收；
Ⅱ将步骤Ⅰ中得到的膜电极浸没于有机溶剂中，超声波震荡后，分离出浮于混浊液体上层的固体物，再将分离后的混浊液体通过一定目数的筛网过滤，得到膜状物和第一次滤液，最后将第一次滤液通过滤纸过滤，得到滤渣和第二次滤液即有机溶剂，有机溶剂可循环利用；超声波震荡时间一般控制在30～60min左右，浮于混浊液体上层的固体物包括PP/PE和气体扩散层等，分离出的PP/PE和气体扩散层，可直接回收处理；
Ⅲ将步骤Ⅱ中得到的膜状物，经干燥粉粹制得膜颗粒，将膜颗粒与质量浓度为15％～65％的乙醇水溶液以一定质量比混合后置于200～300℃的高压反应釜中保持一定时间，一般控制在3～10h，直至膜颗粒完全溶解，制得溶液；可根据需要，可将制得的溶液重铸形成新的质子交换膜，或者往制得的溶液中添加其他物质混合制备成相应的产品，例如：加入PTFE可制备成复合膜，加入氧化硅可制备成超强酸催化剂；
Ⅳ将步骤Ⅱ中经最后过滤得到的滤渣经干燥粉粹后，在充满空气且400～600℃环境下灼烧6～10h，之后冷却形成固体物质，将固体物质溶解于0.5～3mol/L的硫酸或盐酸溶液中，过滤洗涤后得到铂金属颗粒。该步骤中，催化剂滤渣包括催化剂和碳纸，经充满空气且高温环境下灼烧后，可将碳纸等杂质烧掉。
进一步地，所述步骤Ⅲ中，膜颗粒与质量浓度为15％～65％的乙醇水溶液的质量比为1：30～1：100。
进一步地，所述步骤Ⅲ中，所述步骤Ⅲ中，质量浓度为15％～65％的乙醇水溶液中添加有高沸点添加剂，所述质量浓度为15％～65％的乙醇水溶液与高沸点添加剂的质量比为100：(1～5)。高沸点添加剂的添加，有利于提高由步骤Ⅲ制得的溶液重铸形成的质子交换膜的性能。优选地，所述高沸点添加剂为二甲基亚砜、乙二醇中的一种或其混合物。具体操作时，将质量浓度为15％～65％的乙醇水溶液与高沸点添加剂按相应的质量比混合形成乙醇混合水溶液，此时步骤Ⅲ中质量浓度为15％～65％的乙醇水溶液则为乙醇混合水溶液。
进一步地，所述步骤Ⅱ中，筛网的目数一般选择为10～50目，以满足将质子交换膜过滤出来即可。
进一步地，所述步骤Ⅱ中，有机溶剂为无水乙醇、异丙醇、乙二醇中的一种或多种。
本发明的废旧燃料电池的回收利用方法，工艺简单，易于实现，在回收过程中不会产生二次污染，回收率高；本发明方法回收制得的溶液，可根据需要进行重铸形成新的质子交换膜，也可往溶液中添加其他物质形成相应的产品，选择性高；本发明方法回收的铂金属的纯度在99.9％以上，可作为首饰的原材料或是燃料电池膜电极催化剂的原材料，从而实现贵金属铂的循环再利用。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。
实施例1
一种废旧燃料电池的回收利用方法，包括以下步骤：
Ⅰ将废旧燃料电池进行拆解得到膜电极、双极板和金属外壳，其中双极板和金属外壳直接回收；
Ⅱ将步骤Ⅰ中得到的膜电极浸没于无水乙醇中，超声波震荡30min，分离出浮于混浊液体上层的固体物，再将分离后的混浊液体通过50目的筛网过滤，得到膜状物和第一次滤液，最后将第一次滤液通过滤纸过滤，得到滤渣和第二次滤液；
Ⅲ将步骤Ⅱ中得到的膜状物，经干燥粉粹制得膜颗粒，将膜颗粒与质量浓度为20％乙醇水溶液以质量比为1：90混合后置于200℃的高压反应釜中保持10h，直至膜颗粒完全溶解，制得溶液；
Ⅳ将步骤Ⅱ中经最后过滤得到的滤渣经干燥粉粹后，在充满空气且400℃环境下灼烧10h，之后冷却形成固体物质，将固体物质溶解于0.5mol/L的硫酸溶液中，过滤洗涤后得到铂金属颗粒。
实施例2
一种废旧燃料电池的回收利用方法，其步骤与实施例1中的废旧燃料电池的回收利用方法的步骤相类似，其不同之处在于：
1、步骤Ⅱ中，有机溶剂为异丙醇，超声波震荡时间为40min，筛网的目数为35目；
2、步骤Ⅲ中，乙醇水溶液的质量浓度为40％，膜颗粒与质量浓度为40％的乙醇水溶液的质量比为1：50，在250℃的高压反应釜中保持7h；
3、步骤Ⅳ中，滤渣干燥粉粹后，在充满空气且500℃环境下灼烧8h，固体物质溶解于1.5mol/L的盐酸溶液中。
实施例3
一种废旧燃料电池的回收利用方法，其步骤与实施例1中的废旧燃料电池的回收利用方法的步骤相类似，其不同之处在于：
1、步骤Ⅱ中，有机溶剂为异丙醇和乙二醇的混合物，超声波震荡时间为60min，筛网的目数为15目；
2、步骤Ⅲ中，乙醇水溶液的质量浓度为65％，质量浓度为65％的乙醇水溶液中添加有二甲基亚砜形成乙醇混合水溶液，质量浓度为65％的乙醇水溶液与二甲基亚砜的质量比为100：2，膜颗粒与乙醇混合水溶液的质量比为1：30，在300℃的高压反应釜中保持4.5h；
3、步骤Ⅳ中，滤渣干燥粉粹后，在充满空气且600℃环境下灼烧6h，固体物质溶解于3mol/L的硫酸溶液中。
实施例4
一种废旧燃料电池的回收利用方法，其步骤与实施例1中的废旧燃料电池的回收利用方法的步骤相类似，其不同之处在于：
1、步骤Ⅱ中，有机溶剂为乙二醇，超声波震荡时间为50min，筛网的目数为25目；
2、步骤Ⅲ中，乙醇水溶液的质量浓度为55％，质量浓度为55％的乙醇水溶液中添加有乙二醇形成乙醇混合水溶液，质量浓度为55％的乙醇水溶液与乙二醇的质量比为100：4，膜颗粒与乙醇混合水溶液的质量比为1：40，在280℃的高压反应釜中保持5h；
3、步骤Ⅳ中，滤渣干燥粉粹后，在充满空气且550℃环境下灼烧7h，固体物质溶解于2.0mol/L的硫酸溶液中。

Claims (6)

1.一种废旧燃料电池的回收利用方法，其特征在于：包括以下步骤：
Ⅰ将废旧燃料电池进行拆解得到膜电极、双极板和金属外壳，双极板和金属外壳直接回收；
Ⅱ将步骤Ⅰ中得到的膜电极浸没于有机溶剂中，超声波震荡后，分离出浮于混浊液体上层的固体物，再将分离后的混浊液体通过一定目数的筛网过滤，得到膜状物和第一次滤液，最后将第一次滤液通过滤纸过滤，得到滤渣和第二次滤液；
Ⅲ将步骤Ⅱ中得到的膜状物，经干燥粉粹制得膜颗粒，将膜颗粒与质量浓度为15％～65％的乙醇水溶液以一定质量比混合后置于200～300℃的高压反应釜中保持一定时间，直至膜颗粒完全溶解，制得溶液；
Ⅳ将步骤Ⅱ中经最后过滤得到的滤渣经干燥粉粹后，在充满空气且400～600℃环境下灼烧6～10h，之后冷却形成固体物质，将固体物质溶解于0.5～3mol/L的硫酸或盐酸溶液中，过滤洗涤后得到铂金属颗粒。
2.如权利要求1所述的废旧燃料电池的回收利用方法，其特征在于：所述步骤Ⅲ中，膜颗粒与质量浓度为15％～65％的乙醇水溶液的质量比为1：30～1：100。
3.如权利要求1所述的废旧燃料电池的回收利用方法，其特征在于：所述步骤Ⅲ中，质量浓度为15％～65％的乙醇水溶液中添加有高沸点添加剂，所述质量浓度为15％～65％的乙醇水溶液与高沸点添加剂的质量比为100：(1～5)。
4.如权利要求3所述的废旧燃料电池的回收利用方法，其特征在于：所述高沸点添加剂为二甲基亚砜、乙二醇中的一种或其混合物。
5.如权利要求1～4任一所述的废旧燃料电池的回收利用方法，其特征在于：所述步骤Ⅱ中，筛网的目数为10～50目。
6.如权利要求1～4任一所述的废旧燃料电池的回收利用方法，其特征在于：所述步骤Ⅱ中，有机溶剂为无水乙醇、异丙醇、乙二醇中的一种或多种。
CN201711313215.9A 2017-12-12 2017-12-12 废旧燃料电池的回收利用方法 Pending CN107910613A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711313215.9A CN107910613A (zh) 2017-12-12 2017-12-12 废旧燃料电池的回收利用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711313215.9A CN107910613A (zh) 2017-12-12 2017-12-12 废旧燃料电池的回收利用方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107910613A true CN107910613A (zh) 2018-04-13

Family

ID=61865201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711313215.9A Pending CN107910613A (zh) 2017-12-12 2017-12-12 废旧燃料电池的回收利用方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107910613A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110172580A (zh) * 2019-04-01 2019-08-27 武汉理工大学 质子交换膜燃料电池中催化剂钯的回收方法
CN110747341A (zh) * 2019-10-31 2020-02-04 宇石能源(南通)有限公司 一种从燃料电池膜电极回收关键材料的方法
CN112458289A (zh) * 2020-11-02 2021-03-09 温州伟达贵金属粉体材料有限公司 一种从银镍合金铜基铆钉废料中选择性分离回收银的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101130192A (zh) * 2006-08-24 2008-02-27 比亚迪股份有限公司 一种从膜电极中回收催化剂的方法
CN101280362A (zh) * 2008-05-15 2008-10-08 大连交通大学 废旧质子交换膜燃料电池膜电极中的铂催化剂的回收方法
CN105229203A (zh) * 2013-04-11 2016-01-06 赛丹思科大学 用于从催化结构中回收铂族金属的方法
CN106803596A (zh) * 2017-01-22 2017-06-06 东莞佐佑电子科技有限公司 一种回收废旧燃料电池中铂的方法
CN106898790A (zh) * 2015-12-17 2017-06-27 中国科学院大连化学物理研究所 一种质子交换膜燃料电池膜电极回收方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101130192A (zh) * 2006-08-24 2008-02-27 比亚迪股份有限公司 一种从膜电极中回收催化剂的方法
CN101280362A (zh) * 2008-05-15 2008-10-08 大连交通大学 废旧质子交换膜燃料电池膜电极中的铂催化剂的回收方法
CN105229203A (zh) * 2013-04-11 2016-01-06 赛丹思科大学 用于从催化结构中回收铂族金属的方法
CN106898790A (zh) * 2015-12-17 2017-06-27 中国科学院大连化学物理研究所 一种质子交换膜燃料电池膜电极回收方法
CN106803596A (zh) * 2017-01-22 2017-06-06 东莞佐佑电子科技有限公司 一种回收废旧燃料电池中铂的方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110172580A (zh) * 2019-04-01 2019-08-27 武汉理工大学 质子交换膜燃料电池中催化剂钯的回收方法
CN110747341A (zh) * 2019-10-31 2020-02-04 宇石能源(南通)有限公司 一种从燃料电池膜电极回收关键材料的方法
CN112458289A (zh) * 2020-11-02 2021-03-09 温州伟达贵金属粉体材料有限公司 一种从银镍合金铜基铆钉废料中选择性分离回收银的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107910613A (zh) 废旧燃料电池的回收利用方法
CN104844464B (zh) 一种 9,9′-螺二芴类树枝状化合物及制备方法和应用
CN110218335B (zh) 一种利用三元深度共熔溶剂提取木质素的方法
CN106876821A (zh) 一种新能源动力电池回收拆解设备
CN112391641B (zh) 一种电解水制氢装置及方法
CN102489318B (zh) 多孔纳米p-CuS/n-CdS复合半导体光催化剂的制备方法
CN111036651A (zh) 一种锂电池正极废弃浆料的回收系统
CN101280362B (zh) 废旧质子交换膜燃料电池膜电极中的铂催化剂的回收方法
CN105016346B (zh) 一种生物质灰综合利用的绿色方法
CN103446867B (zh) 一种捕集矿化铝电解烟气中的co2制备碳酸钙并回收co方法
CN105692585A (zh) 一种含石墨烯结构的碳纳米材料及其制法与应用
US20210218081A1 (en) Method of Recycling Lead-Acid Battery Waste into Lead Halide for Resource Utilization and Purification
CN105056954A (zh) 一种加氢催化剂及其制备方法与应用
CN106299525A (zh) 一种分离回收废旧磷酸铁锂电池电解液的方法
CN112552995A (zh) 微藻碳基磁性固体酸催化剂催化微藻油脂制生物柴油的方法
CN106800669A (zh) 一种以pta残渣制备增塑剂的方法
CN108298598A (zh) 一种降低镍钴铝酸锂正极材料表面残锂的方法
CN106582528A (zh) 一种高吸附性能生物碳/电气石吸附剂及其制备方法
CN106785175A (zh) 一种新能源动力电池拆卸分解设备
CN104357213A (zh) 一种超声波辅助贝壳煅烧石灰的湿微藻生物柴油制取方法
CN112909276A (zh) 一种水基熔融碳酸盐燃料电池隔膜废料的回收方法
CN106622135A (zh) 一种复合吸附剂及其制备方法
CN111416168A (zh) 一种废旧动力锂电池电解液回收再生的方法
CN106732365A (zh) 一种霹雳果壳、松仁壳/木鱼石吸附剂及其制备方法
CN111416169A (zh) 一种废旧动力锂电池带电破碎及电解液回收的装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180413

RJ01 Rejection of invention patent application after publication