一种质子交换膜燃料电池CCM材料全回收工艺制造技术

本发明专利技术提供一种质子交换膜燃料电池CCM材料全回收工艺，将CCM中的质子交换膜材料和催化层中的离子传导树脂由氢型置换为碱金属型，粉碎，加入多元醇，溶解得黑色悬浮液，加入稀释剂，固液分离得到离子传导树脂溶液和含有碳载铂基催化剂的固体物。将固体物用强氧化性溶液分散以溶解含铂的金属粒子，得到包含有碳材料颗粒以及四价铂阳离子等的混合浆料；再次经固液分离，得到经氧化处理过的碳材料，和含铂离子的水溶液。将所得含铂离子水溶液经浓缩，即可得到富铂原材料。该法工艺简单、无燃烧、无污染，实现了CCM的全材料分门别类一一回收，材料回收率高，基本无损失；回收同时对离子传导树脂及碳材料进行了功能化改性或处理。脂及碳材料进行了功能化改性或处理。脂及碳材料进行了功能化改性或处理。

【技术实现步骤摘要】
一种质子交换膜燃料电池CCM材料全回收工艺


[0001]本专利技术属于燃料电池和新能源
，特别是膜电极回收领域。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池是燃料电池中的一种，其可以将储存的燃料(尤其是氢气及小分子有机物如甲醇等)与氧气反应的化学能直接转为电能，减少能源转换环节，不受卡诺循环之限制，具有清洁高效、低排放等优点。同时，燃料电池还具有启动迅捷、能量密度高、适用范围广等优良特性，因此在发电、交通、军工等诸多领域都有广阔的应用前景，是各类燃料电池产业化发展的排头兵，是减少对化石燃料依赖度，减少碳排放的可靠选择之一。
[0003]质子交换膜燃料电池的电极催化剂目前仍以铂为主，尽管该类催化剂活性在过去20年间得到了大幅度提高，降低了燃料电池电堆中铂使用量，但电堆中的铂使用量仍然较高。以燃料电池汽车电堆为例，单电堆贵金属铂用量仍在20克甚至更高。故催化剂是电堆中成本占比最高的材料，这一定程度上降低了质子交换膜燃料电池的竞争力和普及度。
[0004]另一方面，铂等贵金属在地壳中的含量较低，且主要集中于南非、加拿大、俄罗斯等国本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种质子交换膜燃料电池CCM材料全回收工艺，包括如下步骤：步骤S1，将CCM中的质子交换膜材料和催化层中的离子传导树脂由氢型置换为碱金属型；置换过程中采用阳离子替代质子，所述阳离子包括但不限于碱金属离子、铵离子、有机铵离子等的至少一种；步骤S2，将S1所得碱金属型CCM粉碎，加入多元醇中，加热溶解，得黑色悬浮液；然后，加入稀释剂，充分搅拌混合均匀；步骤S3，将S2所得料液进行固液分离，得到透明液体和固体物；其中，透明液体为离子传导树脂溶液，固体物为含有碳载铂基催化剂的固体物；步骤S4，将S3所得固体物用强氧化性溶液分散以溶解含铂的金属粒子，得到包含有碳材料颗粒以及四价铂阳离子的混合浆料；再次经固液分离，得到经氧化处理过的碳材料，和含铂离子的水溶液；步骤S5，将S4所得含铂离子的水溶液经浓缩，即可得到富铂原材料，其中铂为氧化态。2.根据权利要求1所述一种质子交换膜燃料电池CCM材料全回收工艺，其特征在于，延伸的，本发明所述的回收工艺还可以包括步骤S6：将步骤S4回收的碳材料和步骤S5回收的含铂材料作用原料，合成制备碳载铂催化剂。3.根据权利要求1所述一种质子交换膜燃料电池CCM材料全回收工艺，其特征在于，步骤S1，将CCM加入含有碱金属离子、铵离子或有机铵离子中至少一种的溶液，使得CCM中的质子交换膜材料和催化层中的离子传导树脂由氢型置换为碱金属型。4.根据权利要求3所述一种质子交换膜燃料电池CCM材料全回收工艺，其特征在于，在步骤S1中，将待回收的CCM置于含有碱金属离子的水溶液中浸泡一段时间，然后取出，用去离子水反复冲洗，洗去表面残留的氢氧化物和/或盐分，然后干燥，再粉碎备用。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：石艳红，周卫江，邓方媛，唐琪雯，舒正龙，王云，陈翠容，李云，陈启章，
申请(专利权)人：中自环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：