JP4479444B2 - Catalyst recovery method and catalyst recovery device - Google Patents
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Description
本発明は、電解質膜または拡散層の表面に触媒層が形成された対象物から、触媒を回収する技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for recovering a catalyst from an object having a catalyst layer formed on the surface of an electrolyte membrane or a diffusion layer.
燃料電池の電解質膜や拡散層の表面には、触媒層が形成されている。触媒には、白金等の貴金属が含まれている。従って、資源リサイクルのために、廃棄された燃料電池から触媒を回収する必要がある。
特許文献１には、触媒層が形成された電解質膜を、加熱メタノール溶媒中で溶解処理することで、触媒を回収する技術が記載されている。回収した触媒を燃焼処理すると、貴金属が回収される。
A catalyst layer is formed on the surface of the electrolyte membrane or diffusion layer of the fuel cell. The catalyst contains a noble metal such as platinum. Therefore, it is necessary to recover the catalyst from the discarded fuel cell for resource recycling.
Patent Document 1 describes a technique for recovering a catalyst by dissolving an electrolyte membrane in which a catalyst layer is formed in a heated methanol solvent. When the recovered catalyst is combusted, noble metal is recovered.
しかしながら、溶解処理のような化学的反応を利用して触媒を回収するのには、多大な時間と費用がかかる。
本発明は、その問題を解決するためになされたものであり、電解質膜や拡散層の表面に形成された触媒層から、触媒を効率良く回収可能な技術を提供することを課題とする。
However, it takes a great amount of time and money to recover the catalyst using a chemical reaction such as dissolution treatment.
The present invention has been made to solve the problem, and an object of the present invention is to provide a technique capable of efficiently recovering a catalyst from a catalyst layer formed on the surface of an electrolyte membrane or a diffusion layer.
本発明の触媒回収方法は、燃料電池用の電解質膜または拡散層の表面に触媒層が形成されている対象物から触媒を回収する。その方法は、電解質膜または拡散層の表面に形成されている触媒層に固体粒子群を衝突させることによって電解質膜または拡散層から触媒を剥離する工程と、剥離した触媒を回収する工程とを備えている。固体粒子は、ドライアイス粒子、氷粒子、カーボン粒子のうちの少なくとも１種類である。
この触媒回収方法は、固体粒子群を触媒層に衝突させ、触媒層から機械的に触媒を剥離する。このため、効率良く触媒を回収することができる。
The catalyst recovery method of the present invention recovers a catalyst from an object in which a catalyst layer is formed on the surface of an electrolyte membrane or a diffusion layer for a fuel cell. The method includes a step of peeling the catalyst from the electrolyte membrane or the diffusion layer by colliding the solid particles with the catalyst layer formed on the surface of the electrolyte membrane or the diffusion layer, and a step of collecting the peeled catalyst. ing. The solid particles are at least one of dry ice particles, ice particles, and carbon particles.
In this catalyst recovery method, the solid particle group collides with the catalyst layer, and the catalyst is mechanically separated from the catalyst layer. For this reason, the catalyst can be efficiently recovered.
上記の触媒回収方法において、固体粒子が、ドライアイス粒子である場合には、ドライアイス粒子が、触媒層に衝突して触媒を剥離させてから気化する。従って、剥離した触媒と固体粒子を分離する必要がない。 In the above catalyst recovery method, when the solid particles are dry ice particles, the dry ice particles vaporize after colliding with the catalyst layer to peel off the catalyst. Therefore, it is not necessary to separate the separated catalyst and solid particles.
また、上記の触媒回収方法において、固体粒子が、氷粒子である場合には、氷粒子が、触媒層に衝突して触媒を剥離させてから水になる。触媒と水は、例えば、ざるを使用して容易に分離することができる。
また、触媒層の主成分はカーボンであるのが一般的である。上記の触媒回収方法において、固体粒子が、カーボン粒子である場合には、剥離した触媒層とカーボン粒子を分離する必要がない。 Further, in the above catalyst recovery method, when the solid particles are ice particles, the ice particles collide with the catalyst layer to peel off the catalyst and become water. The catalyst and water can be easily separated using, for example, a sieve.
The main component of the catalyst layer is generally carbon. In the above catalyst recovery method, when the solid particles are carbon particles, it is not necessary to separate the separated catalyst layer from the carbon particles.
上記の触媒回収方法において、固体粒子が、氷粒子である場合には、前記回収工程では、氷粒子と剥離した触媒を、水または水溶性溶媒が入った容器で受けることが好ましい。
このように、氷粒子と剥離した触媒を、水または水溶性溶媒が入った容器で受けると、氷粒子が早く水になる。
In the above catalyst recovery method, when the solid particles are ice particles, in the recovery step, the catalyst separated from the ice particles is preferably received in a container containing water or a water-soluble solvent.
In this way, when the catalyst separated from the ice particles is received in a container containing water or a water-soluble solvent, the ice particles quickly become water.
上記の触媒回収方法において、固体粒子が、ドライアイス粒子と氷粒子との少なくともいずれか一方である場合には、固体粒子群を、断続的に衝突させることが好ましい。
固体粒子群を断続的に衝突させると、触媒層は繰り返し冷却される。繰り返し冷却された触媒層は脆くなる。よって、触媒層から触媒が剥離しやすくなる。
In the catalyst recovery method described above, when the solid particles are at least one of dry ice particles and ice particles, it is preferable that the solid particle groups collide intermittently.
When the solid particle group collides intermittently, the catalyst layer is repeatedly cooled. The catalyst layer cooled repeatedly becomes brittle. Therefore, the catalyst is easily peeled from the catalyst layer.
上記の触媒回収方法において、触媒層に固体粒子群を衝突させる工程に先だって、対象物に水分を含浸してから凍結させる工程を実施することが好ましい。
対象物は、水分を含浸すると膨潤する。電解質膜および拡散層と、触媒層は、膨潤率と凍結した場合の収縮率が異なる。このため、触媒が剥がれやすくなる。
In the above catalyst recovery method, it is preferable to implement a step of impregnating the object with water and then freezing it prior to the step of causing the solid particles to collide with the catalyst layer.
The object swells when impregnated with moisture. The electrolyte membrane, the diffusion layer, and the catalyst layer have different swelling rates and shrinkage rates when frozen. For this reason, the catalyst is easily peeled off.
上記の触媒回収方法において、対象物の凍結工程と前記衝突工程の間に、凍結した対象物を厚さ方向に圧縮する工程を実施することが好ましい。
凍結した対象物を厚さ方向に圧縮すると、触媒がより剥がれやすくなる。
In the above catalyst recovery method, it is preferable to perform a step of compressing the frozen object in the thickness direction between the object freezing step and the collision step.
When the frozen object is compressed in the thickness direction, the catalyst is more easily peeled off.
本発明の触媒回収装置は、電解質膜または拡散層の表面に触媒層が形成されている対象物を固定する手段と、固定されている対象物に向けて固体粒子群を噴射するノズルとを備えている。固体粒子は、ドライアイス粒子、氷粒子、カーボン粒子のうちの少なくとも１種類である。
この触媒回収装置によれば、ノズルが噴射した固体粒子を対象物の触媒層に衝突させて触媒を剥離することで、触媒を効率良く回収することができる。
The catalyst recovery apparatus of the present invention comprises means for fixing an object having a catalyst layer formed on the surface of an electrolyte membrane or a diffusion layer, and a nozzle for injecting a solid particle group toward the fixed object. ing. The solid particles are at least one of dry ice particles, ice particles, and carbon particles.
According to this catalyst recovery device, the catalyst can be efficiently recovered by causing the solid particles ejected by the nozzle to collide with the catalyst layer of the object and peeling the catalyst.
本発明の好適な実施形態を例示する。
（１）ノズルの固体粒子群の噴射速度が、電解質膜または拡散層から触媒を剥離するには十分であり、電解質膜または拡散層を破壊するには不十分な速度に設定されていることを特徴とする請求項９の触媒回収装置。
The preferred embodiment of this invention is illustrated.
(1) The injection speed of the solid particle group of the nozzle is set to a speed sufficient to peel the catalyst from the electrolyte membrane or the diffusion layer and insufficient to destroy the electrolyte membrane or the diffusion layer. The catalyst recovery apparatus according to claim 9, wherein:
後述する実施例の主要な特徴を記載する。
（１）触媒回収装置は、固定具、ノズル、固体粒子生成機、ノズル移動機、回収容器を備えている。固定具は、ＭＥＡを固定する。ＭＥＡの電解質膜の両面には、触媒層が形成されている。ノズルには、噴射孔が形成されている。固体粒子生成機は、ドライアイスの粒子を生成する。ノズルは、固体粒子生成機で生成されたドライアイスの粒子を噴射孔から噴射する。
（２）ノズルから噴射した粒子は、触媒層に衝突する。ノズル移動機は、ノズルを移動させる。ノズルから噴射した粒子が触媒層に衝突すると、触媒層から触媒が剥離する。剥離した触媒は回収容器に落下して回収される。
（３）ノズルから噴射する粒子は、氷粒子やカーボン粒子であってもよい。
（４）ノズルから氷粒子を噴射する場合、回収容器に水を入れておく。
（５）ノズルは、ノズル移動機によって、触媒層と平行な面内を走査する。
The main features of the embodiments described later will be described.
(1) The catalyst recovery apparatus includes a fixture, a nozzle, a solid particle generator, a nozzle moving device, and a recovery container. The fixture fixes the MEA. Catalyst layers are formed on both surfaces of the MEA electrolyte membrane. An injection hole is formed in the nozzle. The solid particle generator generates dry ice particles. The nozzle injects dry ice particles generated by the solid particle generator from the injection holes.
(2) The particles ejected from the nozzle collide with the catalyst layer. The nozzle moving machine moves the nozzle. When the particles ejected from the nozzle collide with the catalyst layer, the catalyst is separated from the catalyst layer. The peeled catalyst falls into a collection container and is collected.
(3) The particles ejected from the nozzle may be ice particles or carbon particles.
(4) When ice particles are sprayed from the nozzle, water is put in the collection container.
(5) The nozzle scans in a plane parallel to the catalyst layer by a nozzle moving machine.
（第１実施例）
本発明の第１実施例に係る触媒回収装置について、図面を参照しながら説明する。触媒回収装置は、燃料電池のＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly）の電解質膜表面に形成された触媒層や、燃料電池の拡散層表面に形成された触媒層から触媒を回収するのに用いられる。ＭＥＡの触媒層からの触媒回収と、拡散層の触媒層からの触媒回収は同様に行われるので、以下においては、ＭＥＡから触媒を回収する場合で代表して説明する。
図１に示すように、触媒回収装置１０は、固定具１２、ノズル２１、固体粒子生成機２６、ノズル移動機２９、回収容器２４を備えている。固定具１２は、平板状の基台１４とクランプ１５、１６を有している。固定具１２は、クランプ１５、１６によってＭＥＡ１７を固定する。ＭＥＡ１７の電解質膜１８の両面には、触媒層２０が形成されている。電解質膜１８には、例えば、含フッ素ポリマーを用いる。触媒層２０は、例えば、カーボンを主成分としており、貴金属（例えば、白金）を含有している。
ノズル２１には、噴射孔２２が形成されている。固体粒子生成機２６は、ドライアイスの粒子を生成する。ノズル２１は、固体粒子生成機２６で生成されたドライアイスの粒子２３を噴射孔２２から噴射する。図１に図示されているノズル２１や粒子２３は、模式的に描かれている。図９は、写真として、ノズル２１と、ノズルから噴射する粒子２３を示している。
ノズル２１から噴射された粒子２３は、触媒層２０に衝突する。ノズル移動機２９は、ノズル２１と触媒層２０との距離を一定に維持しながら、ノズル２１を移動させる。回収容器２４は、上部が開放されている。固定具１２とノズル２１は、回収容器２４の上方に配置されている。
(First embodiment)
A catalyst recovery apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The catalyst recovery device is used to recover a catalyst from a catalyst layer formed on the surface of an electrolyte membrane of an MEA (Membrane Electrode Assembly) of the fuel cell or a catalyst layer formed on the surface of the diffusion layer of the fuel cell. Since the catalyst recovery from the catalyst layer of MEA and the catalyst recovery from the catalyst layer of the diffusion layer are performed in the same manner, the following description will be made representatively in the case of recovering the catalyst from the MEA.
As shown in FIG. 1, the catalyst recovery apparatus 10 includes a fixture 12, a nozzle 21, a solid particle generator 26, a nozzle moving device 29, and a recovery container 24. The fixture 12 has a flat base 14 and clamps 15 and 16. The fixture 12 fixes the MEA 17 with clamps 15 and 16. A catalyst layer 20 is formed on both surfaces of the electrolyte membrane 18 of the MEA 17. For the electrolyte membrane 18, for example, a fluorine-containing polymer is used. For example, the catalyst layer 20 is mainly composed of carbon and contains a noble metal (for example, platinum).
An injection hole 22 is formed in the nozzle 21. The solid particle generator 26 generates dry ice particles. The nozzle 21 injects dry ice particles 23 generated by the solid particle generator 26 from the injection holes 22. The nozzles 21 and the particles 23 illustrated in FIG. 1 are schematically drawn. FIG. 9 shows a nozzle 21 and particles 23 ejected from the nozzle as photographs.
The particles 23 ejected from the nozzle 21 collide with the catalyst layer 20. The nozzle moving device 29 moves the nozzle 21 while keeping the distance between the nozzle 21 and the catalyst layer 20 constant. The collection container 24 is open at the top. The fixture 12 and the nozzle 21 are disposed above the collection container 24.
ノズル２１から噴射された粒子２３が触媒層２０に衝突すると、触媒層２０から触媒２５が破片状に剥離する。ノズル移動機２９がノズル２１を移動させると、ノズル２１から噴射した粒子２３が触媒層２０に衝突する範囲も移動する。粒子２３の衝突範囲が触媒層２０の全面に亘って移動して触媒２５を剥離することで、電解質膜１８から触媒層２０が完全に除去される。剥離した触媒２５は回収容器２４に落下して回収される。粒子２３はドライアイスなので、触媒２５を剥離してから気化する。このため、図２に示すように、回収容器２４には、触媒２５のみが回収される。
ドライアイスの粒子２３は低温なので、粒子２３が衝突した触媒層２０は低温になる。すると、触媒層２０が脆くなり、触媒２５を効率良く剥離することができる。
ドライアイスの粒子２３をノズル２１から断続的に噴射することもできる。このため、ノズル２１から粒子２３が噴射して触媒層２０と衝突している間は、触媒層２０は冷却される。ノズル２１から粒子２３が噴射していない間は、触媒層２０の温度は上昇する。すなわち、ノズル２１から粒子２３を断続的に噴射すると、触媒層２０は繰り返し急冷される。このため、触媒層２０は収縮と膨張を繰り返して脆くなる。よって、触媒２５を効率良く剥離することが可能になる。
When the particles 23 ejected from the nozzle 21 collide with the catalyst layer 20, the catalyst 25 is separated from the catalyst layer 20 in the form of fragments. When the nozzle moving device 29 moves the nozzle 21, the range in which the particles 23 ejected from the nozzle 21 collide with the catalyst layer 20 also moves. The collision range of the particles 23 moves over the entire surface of the catalyst layer 20 to peel off the catalyst 25, so that the catalyst layer 20 is completely removed from the electrolyte membrane 18. The peeled catalyst 25 falls into the collection container 24 and is collected. Since the particles 23 are dry ice, they are vaporized after the catalyst 25 is peeled off. Therefore, as shown in FIG. 2, only the catalyst 25 is recovered in the recovery container 24.
Since the dry ice particles 23 have a low temperature, the catalyst layer 20 with which the particles 23 collide has a low temperature. Then, the catalyst layer 20 becomes brittle and the catalyst 25 can be efficiently peeled off.
The dry ice particles 23 can also be ejected intermittently from the nozzle 21. For this reason, the catalyst layer 20 is cooled while the particles 23 are ejected from the nozzle 21 and collide with the catalyst layer 20. While the particles 23 are not ejected from the nozzle 21, the temperature of the catalyst layer 20 rises. That is, when the particles 23 are intermittently ejected from the nozzle 21, the catalyst layer 20 is repeatedly rapidly cooled. For this reason, the catalyst layer 20 becomes fragile by repeatedly contracting and expanding. Therefore, the catalyst 25 can be efficiently peeled off.
粒子２３の好ましい粒子径は、１（μｍ）〜５０（μｍ）である。ノズル２１の噴射孔２２と触媒層２０との距離は、１０（ｃｍ）以内であることが好ましい。ノズル２１の噴射速度（噴射孔２２から噴射される速度）は、５０（ｍ／ｓ）〜２００（ｍ／ｓ）であることが好ましい。触媒層２０の面直角方向に対するノズル２１の噴射軸３３の傾斜角α（図１参照）は、４５度以内であることが好ましい。図３は、触媒層２０の面直角方向に対して噴射軸３３が傾斜した状態の触媒回収装置１０を図示している。粒子２３の大きさ、ノズル２１の噴射孔２２と触媒層２０との距離、ノズル２１の噴射速度、噴射軸３３の傾斜角αを、触媒層２０の組成や、厚さや、電解質膜１８の材質に対応して適宜好ましく組み合わせることによって、触媒２５を効率的に剥離するには十分であり、電解質膜１８を破壊するには不十分な条件を設定することができる。
固定具１２の基台１４に厚さ方向に貫通する切欠きを設け、その切欠きから露出する基台１４側の触媒層２０に向けてノズル２１から粒子２３を噴射することもできる。このようにすると、ＭＥＡ１７の片面の触媒層２０から触媒２５を回収後に、ＭＥＡ１７を固定具１２から外して裏返し、再度固定具１２に固定するという手間が不要になる。
A preferable particle diameter of the particles 23 is 1 (μm) to 50 (μm). The distance between the injection hole 22 of the nozzle 21 and the catalyst layer 20 is preferably within 10 (cm). The injection speed of the nozzle 21 (the speed of injection from the injection hole 22) is preferably 50 (m / s) to 200 (m / s). The inclination angle α (see FIG. 1) of the injection shaft 33 of the nozzle 21 with respect to the direction perpendicular to the plane of the catalyst layer 20 is preferably within 45 degrees. FIG. 3 illustrates the catalyst recovery device 10 in a state where the injection shaft 33 is inclined with respect to the direction perpendicular to the plane of the catalyst layer 20. The size of the particles 23, the distance between the injection hole 22 of the nozzle 21 and the catalyst layer 20, the injection speed of the nozzle 21, the inclination angle α of the injection shaft 33, the composition, thickness, and material of the electrolyte membrane 18 By appropriately combining in accordance with the above, it is possible to set conditions that are sufficient for efficiently separating the catalyst 25 and insufficient for destroying the electrolyte membrane 18.
A cutout penetrating in the thickness direction may be provided in the base 14 of the fixture 12, and the particles 23 may be ejected from the nozzle 21 toward the catalyst layer 20 on the base 14 side exposed from the cutout. In this way, after recovering the catalyst 25 from the catalyst layer 20 on one side of the MEA 17, the trouble of removing the MEA 17 from the fixture 12, turning it over, and fixing it to the fixture 12 again becomes unnecessary.
図４は、触媒２５を剥離する前の触媒層２０の表面を示している。図５は、ノズル２１からドライアイスの粒子２３を断続的に噴射して触媒層２０に衝突させ、触媒層２０から触媒２５を剥離している途中の状態を示している。粒子２３の粒径は１００（μｍ）未満である。図５から明らかなように、触媒層２０は部分的に剥離しており、その剥離部分に電解質膜１８が露出している。図６は、電解質膜１８から触媒層２０が完全に剥離された状態を示している。このように、触媒回収装置１０を用いることで、ＭＥＡ１７の電解質膜１８に形成された触媒層２０から、触媒２５を確実に回収することができる。
ノズル２１からカーボン粒子を噴射して触媒層２０に衝突させ、触媒層２０から触媒２５を剥離することもできる。触媒層２０の主成分はカーボンである場合、ノズル２１からカーボン粒子を噴射して触媒２５を回収すると、回収した触媒２５とカーボン粒子を、分離する必要がない。
FIG. 4 shows the surface of the catalyst layer 20 before the catalyst 25 is peeled off. FIG. 5 shows a state where the dry ice particles 23 are intermittently ejected from the nozzle 21 to collide with the catalyst layer 20 and the catalyst 25 is peeled off from the catalyst layer 20. The particle size of the particles 23 is less than 100 (μm). As is apparent from FIG. 5, the catalyst layer 20 is partially peeled, and the electrolyte membrane 18 is exposed at the peeled portion. FIG. 6 shows a state where the catalyst layer 20 is completely peeled from the electrolyte membrane 18. As described above, by using the catalyst recovery device 10, the catalyst 25 can be reliably recovered from the catalyst layer 20 formed on the electrolyte membrane 18 of the MEA 17.
Carbon particles can be ejected from the nozzle 21 to collide with the catalyst layer 20, and the catalyst 25 can be peeled off from the catalyst layer 20. When the main component of the catalyst layer 20 is carbon, if carbon particles are jetted from the nozzle 21 and the catalyst 25 is recovered, it is not necessary to separate the recovered catalyst 25 and carbon particles.
（第２実施例）
上述した第１実施例と重複する内容は省略し、本第２実施例として特徴的な部分のみを説明する。
図７に示すように、ノズル２１は氷の粒子２７を噴射孔２２から噴射する。回収容器２４には、水２８が入れられている。
ノズル２１から噴射された粒子２７が触媒層２０に衝突すると、触媒層２０から触媒２５が破片状に剥離する。剥離した触媒２５と粒子２７は、回収容器２４に落下する。回収容器２４に落下した粒子２７は、水に温められ、融けて水になる。そして、図８に示すように、回収容器２４内の触媒２５と水２８をざる３０に移すことによって、触媒２５のみを回収する。
回収容器２４には、温水を入れておくことが好ましい。回収容器２４に温水を入れておくと、落下した粒子２７が融けて水になるまでの時間が短くなる。
回収容器２４内に水を入れておかなくてもよい。回収容器２４内に水を入れておかなくても、時間が経過すれば粒子２７は融けて水２８になる。その後に回収容器２４内の触媒２５と水２８をざる３０に移せば、触媒２５を回収できる。
水の代わりに、水溶性溶媒（例えば、エタノール）を用いることもできる。水溶性溶媒を用いると、剥離した触媒が固まるのを防止することができる。
ノズル２１から氷の粒子２７を断続的に噴射することもできる。
(Second embodiment)
The content overlapping with the first embodiment described above is omitted, and only the characteristic part of the second embodiment will be described.
As shown in FIG. 7, the nozzle 21 injects ice particles 27 from the injection holes 22. Water 28 is placed in the collection container 24.
When the particles 27 ejected from the nozzle 21 collide with the catalyst layer 20, the catalyst 25 is separated from the catalyst layer 20 in the form of fragments. The separated catalyst 25 and particles 27 fall into the collection container 24. The particles 27 that have fallen into the collection container 24 are warmed by water and melt into water. And as shown in FIG. 8, only the catalyst 25 is collect | recovered by moving the catalyst 25 and the water 28 in the collection container 24 to the filter 30.
It is preferable to put warm water in the collection container 24. If warm water is put in the collection container 24, the time until the dropped particles 27 melt and become water is shortened.
It is not necessary to put water in the collection container 24. Even if water is not put in the collection container 24, the particles 27 melt and become water 28 as time elapses. Thereafter, the catalyst 25 can be recovered by moving the catalyst 25 and the water 28 in the recovery container 24 to the separator 30.
Instead of water, a water-soluble solvent (for example, ethanol) can also be used. When the water-soluble solvent is used, it is possible to prevent the peeled catalyst from solidifying.
Ice particles 27 can also be ejected intermittently from the nozzle 21.
触媒回収装置１０にセットする前のＭＥＡ１７に、前処理を施すこともできる。具体的には、前処理として、ＭＥＡ１７を水中に浸漬して膨潤させ、さらに凍結させる。ＭＥＡ１７の電解質膜１８と触媒層２０は、膨潤率と凍結した場合の収縮率か異なる。このため、電解質膜１８と触媒層２０との間に剪断力が作用し、電解質膜１８から触媒２５が剥がれやすくなる。また、膨潤させてから凍結したＭＥＡ１７を、厚さ方向に圧縮してもよい。ＭＥＡ１７の圧縮は、例えば、回転する一対のローラ間にＭＥＡ１７を送り込んで行う。ＭＥＡ１７を圧縮すると、触媒２５がより剥がれやすくなる。 The MEA 17 before being set in the catalyst recovery apparatus 10 can be pretreated. Specifically, as a pretreatment, the MEA 17 is immersed in water to swell and further frozen. The electrolyte membrane 18 and the catalyst layer 20 of the MEA 17 differ in the swelling rate and the shrinkage rate when frozen. For this reason, a shearing force acts between the electrolyte membrane 18 and the catalyst layer 20, and the catalyst 25 is easily peeled off from the electrolyte membrane 18. Alternatively, the MEA 17 that has been frozen after swelling may be compressed in the thickness direction. For example, the MEA 17 is compressed by feeding the MEA 17 between a pair of rotating rollers. When the MEA 17 is compressed, the catalyst 25 is more easily peeled off.
本発明の技術を用いて回収した触媒成分は、貴金属等の触媒とカーボン等の触媒担体とが混合した状態で回収されるが、触媒成分は、そのまま混合状態で再利用しても良いし、さらに触媒と触媒担体とに分離しそれぞれを再利用しても良い。 The catalyst component recovered using the technology of the present invention is recovered in a state where a catalyst such as a noble metal and a catalyst carrier such as carbon are mixed, but the catalyst component may be reused in a mixed state as it is, Further, the catalyst and the catalyst carrier may be separated and reused.
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
In addition, the technical elements described in the present specification or drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
１０：触媒回収装置
１２：固定具
１４：基台
１５、１６：クランプ
１７：ＭＥＡ
１８：電解質膜
２０：触媒層
２１：ノズル
２２：噴射孔
２３：粒子
２４：回収容器
２５：触媒
２６：固体粒子生成機
２７：粒子
２８：水
２９：ノズル移動機
３０：ざる
３３：噴射軸
10: catalyst recovery device 12: fixture 14: base 15, 16: clamp 17: MEA
18: Electrolyte membrane 20: Catalyst layer 21: Nozzle 22: Injection hole 23: Particle 24: Recovery container 25: Catalyst 26: Solid particle generator 27: Particle 28: Water 29: Nozzle moving machine 30: Zipper 33: Injection shaft
Claims (6)
電解質膜または拡散層の表面に形成されている触媒層に固体粒子群を衝突させることによって電解質膜または拡散層から触媒を剥離する工程と、
剥離した触媒を回収する工程と、
を備えており、
前記固体粒子は、ドライアイス粒子、氷粒子、カーボン粒子のうちの少なくとも１種であることを特徴とする触媒回収方法。 A method for recovering a catalyst from an object having a catalyst layer formed on the surface of an electrolyte membrane or a diffusion layer for a fuel cell,
Peeling the catalyst from the electrolyte membrane or diffusion layer by colliding the solid particles with the catalyst layer formed on the surface of the electrolyte membrane or diffusion layer;
Recovering the peeled catalyst; and
Equipped with a,
The catalyst recovery method , wherein the solid particles are at least one of dry ice particles, ice particles, and carbon particles .
前記回収工程では、氷粒子と剥離した触媒を、水または水溶性溶媒が入った容器で受けることを特徴とする請求項１の触媒回収方法。 The solid particles are ice particles,
2. The catalyst recovery method according to claim 1 , wherein in the recovery step, the catalyst separated from the ice particles is received in a container containing water or a water-soluble solvent.
前記固体粒子群を、断続的に衝突させることを特徴とする請求項１または２の触媒回収方法。 The solid particles are at least one of dry ice particles and ice particles,
The catalyst recovery method according to claim 1 or 2 , wherein the solid particles are caused to collide intermittently.
固定されている対象物に向けて固体粒子群を噴射するノズルと、
を備えており、
前記固体粒子は、ドライアイス粒子、氷粒子、カーボン粒子のうちの少なくとも１種類であることを特徴とする触媒回収装置。 Means for fixing the object on which the catalyst layer is formed on the surface of the electrolyte membrane or the diffusion layer;
A nozzle that injects a group of solid particles toward a fixed object;
Equipped with a,
The catalyst recovery apparatus , wherein the solid particles are at least one of dry ice particles, ice particles, and carbon particles .
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