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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：5125
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(duì)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(duì)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(duì)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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