一种质子交换膜燃料电池的回收方法技术

本发明专利技术涉及一种质子交换膜燃料电池的回收方法，属于资源循环利用领域。所述方法包含质子交换膜燃料电池拆解、全氟磺酸(Nafion)膜溶解和铸膜再生、铂的氧化络合及提纯精炼，最终得到双极板、再生Nafion膜和铂锭。本发明专利技术采用有机溶剂溶解回收高价值的Nafion膜，避免了传统直接焚烧产生的氟化物污染，具有显著的经济效益；采用阳离子树脂吸附和火法精炼除杂，得到纯度99.99％以上的铂锭，具有流程短、无污染物排放的特点，适合于工业化应用。

【技术实现步骤摘要】
一种质子交换膜燃料电池的回收方法
本专利技术主要属于资源循环利用
，具体涉及一种质子交换膜燃料电池的回收方法。
技术介绍
质子交换膜燃料电池系统是质子交换膜燃料电池汽车的核心，由燃料电池堆和辅助系统组成，其成本约占到整车成本的63％。燃料电池系统中电堆的成本达到了2/3，燃料电堆的成本约占整个燃料电池车成本的41％。燃料电池堆是燃料电池系统的心脏，单个燃料电芯主要是由双极板(氢氧供给的机构)和膜电极构成，膜电极主要是由质子交换膜、扩散层(碳纤维膜)、铂催化剂组成。质子交换膜燃料电池的工作原理为：以氢气为燃料，以空气或氧气为氧化剂在铂催化下发生氧化还原反应，质子交换膜单向导通H+形成电流。质子交换膜是燃料电池(PEMFC)的核心部件，厚度仅50～180um。质子交换膜是燃料电池电解质和电极活性物质(催化剂)的基地，具有选择透过性，即只容许H+透过，而不容许H2分子及其它离子透过。质子交换膜具有足够高的机械强度和结构强度，以及膜表面适合与催化剂结合等性能。目前，燃料电池中大量采用的是Nafion膜。Nafion是一种过氟磺酸聚合物，具有氟化共聚物骨架，磺酸基团与其化学连结，并有固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种质子交换膜燃料电池的回收方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)电池拆解：将所述质子交换膜燃料电池拆解得到双极板和膜电极；(2)Nafion膜溶解：将所述膜电极清洗，去除杂质，然后用溶剂将Nafion膜溶解，过滤得到Nafion溶液和铂炭滤渣；(3)铸膜：以所述Nafion溶液为原料，直接铸膜制备Nafion再生膜；(4)铂氧化络合：通过焚烧除去步骤(2)得到的所述铂炭滤渣中有机物和炭，通过水合肼还原、氧化络合得到含铂溶液；(5)铂提纯与精炼：将所述含铂溶液用阳离子交换树脂除去金属阳离子后还原得到单质铂，高温熔化后加入熔剂进一步除杂，最后浇铸成铂锭。

【技术特征摘要】
1.一种质子交换膜燃料电池的回收方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)电池拆解：将所述质子交换膜燃料电池拆解得到双极板和膜电极；(2)Nafion膜溶解：将所述膜电极清洗，去除杂质，然后用溶剂将Nafion膜溶解，过滤得到Nafion溶液和铂炭滤渣；(3)铸膜：以所述Nafion溶液为原料，直接铸膜制备Nafion再生膜；(4)铂氧化络合：通过焚烧除去步骤(2)得到的所述铂炭滤渣中有机物和炭，通过水合肼还原、氧化络合得到含铂溶液；(5)铂提纯与精炼：将所述含铂溶液用阳离子交换树脂除去金属阳离子后还原得到单质铂，高温熔化后加入熔剂进一步除杂，最后浇铸成铂锭。2.根据权利要求1所述一种质子交换膜燃料电池的回收方法，其特征在于，步骤(2)中，采用双氧水和硫酸清洗除杂，清洗除杂具体为：将膜电极置于体积分数为1-10％的双氧水中反应30-120min，反应温度60-100℃；然后用去离子水洗涤2-3次；再用0.1-2.0mol/L的硫酸在60-90℃下反应30-120min，接着用去离子水洗涤2-3次，最后干燥；步骤(2)中，用溶剂将Nafion膜溶解具体为：将干燥...

【专利技术属性】
技术研发人员：张深根，丁云集，刘波，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11