【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及氢燃料电池的回收再生，具体涉及一种氢燃料电池用石墨双极板回收再生方法。
技术介绍
1、氢燃料电池的使用寿命有限。随着服役年限的延长，氢燃料电池终将退役。
2、氢燃料电池由膜电极、端板、双极板、密封圈和气体扩散层组成。其中，双极板由极板和流场组成，其材质主要是石墨、合金或石墨与合金的复合。由石墨或石墨与合金的复合组成的双极板又叫石墨双极板，石墨双极板中除石墨外，还存在酚醛树脂(粘接剂)、聚四氟乙烯(导电填料)等成份。
3、石墨双极板的制备方式有：中国专利技术专利cn 114559579 a公开了一种高致密度柔性石墨双极板及其制备方法和应用，提出：将未进行模压处理的柔性膨胀石墨板与稀树脂溶液进行混合浸渗预处理，然后进行半固化处理并置于模具中进行模压成型，形成预制石墨双极板；将稀树脂溶液浸入预制石墨双极板内部，再进行固化处理，获得高致密度柔性石墨双极板产品。中国专利技术专利cn 114678557 a公开了一种二氧化锡掺杂型柔性石墨双极板的制备方法，提出：在将柔性膨胀石墨压制成预制柔性石墨双极板之前和/或之后，先进行氯化亚锡水溶液负压浸渍处理，接着在碱性条件下，将氯化亚锡转化成氧化亚锡水合物，烘干柔性石墨双极板并进行热处理，获得二氧化锡掺杂型柔性石墨双极板。中国专利技术专利cn113903937 a公开了快速模压复合石墨双极板及其制备方法、及燃料电池，提出将树脂、引发剂和助剂混合，形成树脂混合物，并与石墨粉和碳纤维混合均匀后，进行模压成型，在进行后处理获得快速模压复合石墨双极板。
4、
技术实现思路
1、鉴于目前存在的上述不足，本专利技术提供一种氢燃料电池用石墨双极板回收再生方法，本专利技术的方法具有资源化、高值再生等优点，形成的杂原子掺杂有利于储锂、钠性能的提升。
2、为了达到上述目的，本专利技术提供一种氢燃料电池用石墨双极板回收再生方法，包括以下步骤：
3、步骤1：用酸浸泡分割后的块状石墨双极板一段时间后，用去离子水清洗、烘干、粉碎获得石墨粉末；
4、需要说明的是上述酸浸泡后用去离子水清洗可以去除石墨双极板表面的杂质，包括去除一些可溶解的粘结剂、导电填料等物质。
5、步骤2：石墨粉末进行低温氧化处理，获得预处理石墨；
6、需要说明的是，步骤2为利用酚醛树脂、聚四氟乙烯等有机物热力学特征，采用含氧气氛、低温热处理的方式使有机成份发生软化、裂解形成小分子(如苯酚、烷基)，一部分气态小分子(如co、co2、甲烷等)逸出，剩余的液态小分子流动至石墨颗粒与颗粒的缝隙中及颗粒表面，形成小分子包覆层，获得预处理石墨，即小分子/石墨的双层结构。
7、步骤3：向预处理石墨中加入有机离子液体改性剂进行协同改性处理，获得再生石墨。
8、需要说明的是，上述协同改性处理为：在加热过程中，有机离子液体改性剂液化首先包覆在预处理石墨表面，形成有机离子液体改性剂/小分子/石墨的三明治结构；随着温度的升高，有机离子液体改性剂和小分子发生交联，并逐渐裂解，一部分生成其他小分子逸出，剩余部分则炭化生成新的包覆层，包覆在石墨颗粒表面，获得再生石墨。在上述加热过程，有机离子液体改性剂中的杂原子则残留在再生石墨颗粒体表相中，形成的杂原子掺杂有利于储钠性能的提升。即最终得到的再生石墨的结构为包覆层(掺杂杂原子的碳)/石墨的双层结构。
9、依照本专利技术的一个方面，在步骤1中，所述酸为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氢氟酸、草酸、醋酸、甲酸、乙酸中的任意一种或多种。
10、依照本专利技术的一个方面，在步骤1中，所述酸浸泡的温度为30～200℃，时间为0.5～15h。
11、依照本专利技术的一个方面，在步骤2中，所述低温氧化处理为以2～20℃/min升温至30～900℃，保温时间为0.5～8h。
12、依照本专利技术的一个方面，在步骤3中，所述机离子液体改性剂为为为十四烷基三甲基硫酸氢、四乙基对甲苯磺酸盐、三甲基苯基氢氧化、1-丁基-4-甲基此六氟磷酸盐、2-甲基咪唑、1-丁基氯化呲、芊基三甲基氯化、聚乙烯醇1788型、n-丁基呲呢六氟磷酸盐、四甲基硫酸氢、四乙基氟化水合物、十六烷基三甲基溴化铵(ctab)、六氟磷酸四丁胺、n，n二甲基甲酰胺、硫代乙醇酸按、甲基三辛基氯化按、1-乙基-3-甲基咪硫酸乙酷、十烷基三甲基氯化按、十二烷基苯磺酸钠、1-丁基-3-甲基咪硫酸甲酷、聚丙烯腈(pan)中的任意一种或多种。
13、依照本专利技术的一个方面，在步骤3中，所述协同改性处理为：先在低氧环境下以2～20℃/min升温至30～700℃保温0.5～15h进行水热混合，再在惰性气体环境下以1～5℃/min升温至300～1700℃保温0.5～10h。
14、需要说明的是，低氧环境为有限的空气，如反应釜中原有的空气。
15、依照本专利技术的一个方面，所述石墨双极板中包括石墨、粘接剂、导电填料。
16、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了上述任一制备方法制备得到的再生石墨。
17、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了上述任一制备方法制备得到的再生石墨的应用，所述再生石墨应用于锂/钠离子电池中。
18、本专利技术的有益效果：
19、(1)本专利技术的低温氧化处理可以使得石墨表面生成片状石墨烯，增大与离子液体改性剂的接触面积，使其更好的进行杂原子的掺杂；
20、(2)本专利技术通过协同改性处理通过加热使得有机离子液体改性剂中的杂原子残留在再生石墨颗粒体表相中，形成的杂原子掺杂有利于储锂性能的提升；
21、(3)本专利技术通过协同改性处理通过加热使得有机离子液体改性剂中的杂原子残留在再生石墨颗粒体表相中，形成的杂原子掺杂有利于储钠性能的提升。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种氢燃料电池用石墨双极板回收再生方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的氢燃料电池用石墨双极板回收再生方法，其特征在于，在步骤1中，所述酸为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氢氟酸、草酸、醋酸、甲酸、乙酸中的任意一种或多种。
3.根据权利要求1所述的氢燃料电池用石墨双极板回收再生方法，其特征在于，在步骤1中，所述酸浸泡的温度为30～200℃，时间为0.5～15h。
4.根据权利要求1所述的氢燃料电池用石墨双极板回收再生方法，其特征在于，在步骤2中，所述低温氧化处理为以2～20℃/min升温至30～900℃，保温时间为0.5～8h。
5.根据权利要求1所述的氢燃料电池用石墨双极板回收再生方法，其特征在于，在步骤3中，所述机离子液体改性剂为十四烷基三甲基硫酸氢、四乙基对甲苯磺酸盐、三甲基苯基氢氧化、1-丁基-4-甲基此六氟磷酸盐、2-甲基咪唑、1-丁基氯化呲、芊基三甲基氯化、聚乙烯醇1788型、N-丁基呲呢六氟磷酸盐、四甲基硫酸氢、四乙基氟化水合物、十六烷基三甲基溴化铵、六氟磷酸四丁胺、N，N二甲基甲酰胺、硫代乙醇酸按、甲
6.根据权利要求1所述的氢燃料电池用石墨双极板回收再生方法，其特征在于，在步骤3中，所述协同改性处理为：先在低氧环境下以2～20℃/min升温至30～700℃保温0.5～15h进行水热混合，再在惰性气体环境下以1～5℃/min升温至300～1700℃保温0.5～10h。
7.根据权利要求1所述的氢燃料电池用石墨双极板回收再生方法，其特征在于，所述石墨双极板中包括石墨、粘接剂、导电填料等。
8.一种如根据权利要求1-7任一所述制备方法制备得到的再生石墨。
9.一种如根据权利要求1-7任一所述制备方法制备得到的再生石墨或权利要求7所述的再生石墨的应用，其特征在于，所述再生石墨应用于锂/钠离子电池中。
...【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池用石墨双极板回收再生方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的氢燃料电池用石墨双极板回收再生方法，其特征在于，在步骤1中，所述酸为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氢氟酸、草酸、醋酸、甲酸、乙酸中的任意一种或多种。
3.根据权利要求1所述的氢燃料电池用石墨双极板回收再生方法，其特征在于，在步骤1中，所述酸浸泡的温度为30～200℃，时间为0.5～15h。
4.根据权利要求1所述的氢燃料电池用石墨双极板回收再生方法，其特征在于，在步骤2中，所述低温氧化处理为以2～20℃/min升温至30～900℃，保温时间为0.5～8h。
5.根据权利要求1所述的氢燃料电池用石墨双极板回收再生方法，其特征在于，在步骤3中，所述机离子液体改性剂为十四烷基三甲基硫酸氢、四乙基对甲苯磺酸盐、三甲基苯基氢氧化、1-丁基-4-甲基此六氟磷酸盐、2-甲基咪唑、1-丁基氯化呲、芊基三甲基氯化、聚乙烯醇1788型、n-丁基呲呢六氟磷酸盐、四甲基...
【专利技术属性】
技术研发人员：王利华，邓浩波，彭紫叶，陈永志，文旭，周凌峰，杨熠轲，孔祥忠，陈伊宇，
申请(专利权)人：湖南理工学院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。