一种燃料电池电堆材料的回收处理方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112421067A(43)申请公布日2021.02.26(21)申请号202011122679.3(22)申请日2020.10.20(71)申请人江苏耀扬新能源科技有限公司地址225002江苏省扬州市广陵区大众港路12号申请人江苏氢璞创能科技有限公司(72)发明人陈真姚玉清(74)专利代理机构南京纵横知识产权代理有限公司32224代理人杨文文(51)Int.Cl.H01M8/008(2016.01)C22B7/00(2006.01)C22B1/00(2006.01)C22B11/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种燃料电池电堆材料的回收处理方法(57)摘要本发明涉及一种燃料电池电堆材料的回收处理方法，包括石墨基极板回收、汇流板回收和多层MEA组件中重要材料的回收。主要步骤为将电堆进行拆解，拆解为石墨基极板、汇流板和多层MEA组件；然后对拆分后的石墨基极板、汇流板和多层MEA组件进行回收处理。该处理方法不仅能够回收电堆中的石墨、铜板，得到炭纤维浆液和金粉而且使电堆中含贵金属铂的铂碳催化剂回收率达到99%。CN112421067ACN112421067A权利要求书1/1页1.一种燃料电池电堆材料的处理方法，其特征在于：将石墨基极板回收、汇流板回收和多层MEA组件回收，将电堆进行拆解，拆解为石墨基极板、汇流板和多层MEA组件；所述石墨基极板的回收包括，将所述石墨基极板进行破碎形成石墨颗粒，将所述石墨颗粒浸渍于盐酸溶液中，过滤得到浸渍后的石墨颗粒，并将浸渍后的石墨颗粒清洗、干燥获得纯净石墨颗粒；所述汇流板回收包括，将所述汇流板浸泡于所述碘化钾-碘-水溶液去除蚀刻得到铜板；所述多层MEA组件回收包括，所述多层MEA组件包括PEN边框、GDL和CCM，所述CCM包括质子交换膜和铂碳催化剂，所述PEN边框胶连所述GDL和CCM；使用二氯甲烷溶液涂覆PEN边框与GDL、CCM连接处，使所述PEN边框与GDL、CCM分离；刮取PEN剥离PEN上的铂碳催化剂；将所述GDL破碎后置于容器内，所述容器内置有水，将所述容器置于水浴锅内并进行超声处理，清洗所述GDL碎片；清洗完成后取出GDL碎片，并过滤出所述容器内的沉淀物获得铂碳催化剂，将GDL碎片置于乙醇溶液中使所述GDL碎片溶解制得碳纤维浆液；初步分离所述CCM，使所述CCM分离获得质子交换膜和催化剂，所述初步分离包括使用醇溶液浸泡所述CCM获得初步分离的质子交换膜和铂碳催化剂；将初步分离出的质子交换膜置于醇溶液中并与高压釜中进行水热反应得到Nafion浆液；过滤所述Nafion浆液得到二级分离的铂碳催化剂。2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆材料的处理方法，其特征在于：所述石墨基极板通过粉碎机进行破碎，破碎后的石墨颗粒粒径为50~400目。3.根据权利要求1所述的燃料电池电堆材料的处理方法，其特征在于：向处理过汇流板的碘化钾-碘-水溶液中滴加抗坏血酸的pH缓冲液，获得沉淀物，将所述沉淀物过滤并多次清洗得到金粉。4.根据权利要求1所述的燃料电池电堆材料的处理方法，其特征在于：所述GDL处理过程为将切碎的GDL在恒温超声水浴中处理5~60分钟，过滤出颗粒状悬浮或沉淀的铂碳催化剂；将分离出来的GDL在质量浓度为5~30%的乙醇溶液中机械搅拌，直至获得质地均匀的炭纤维浆液；水浴温度为55~65℃。5.根据权利要求1所述的燃料电池电堆材料的处理方法，其特征在于：所述CCM的处理步骤具体为将获得的CCM放入高压釜中，同时放入醇溶液，浸泡4~6分钟后取出，将CCM放在托盘上，设置温湿度环境箱设置低温为5℃、0%RH，高温为80℃、90%RH，低温保持5分钟，高温保持5分钟，循环若干次后，将CCM重新放入温湿度循环前所置的醇溶液中，使用玻璃棒搅拌，并将搅拌后的溶液使用超滤膜过滤，获取铂碳催化剂、质子交换膜和过滤后的溶液，将质子交换膜和过滤后的溶液置于高压釜中进行水热反应，质子交换膜溶解为Nafion浆液，过滤所述Nafion浆液得到铂碳催化剂。6.根据权利要求1所述的燃料电池电堆材料的处理方法，其特征在于：将PEN浸泡在质量浓度为70~80%乙醇溶液中，并在超声水浴中常温下持续9-11分钟，将多层PEN拆分为单层PEN，将单层的PEN取出使用去离子水清洗，获得用于热挤压PEN膜的材料。2CN112421067A说明书1/5页一种燃料电池电堆材料的回收处理方法技术领域[0001]本发明涉及一种燃料电池电堆材料的回收处理方法，属于废弃物处理领域。背景技术[0002]随着燃料电池材料的广泛应用和产能的不断提高，用于燃料电池电堆的各种原材料面临紧缺，或需要受到进口的限制。从报废的燃料电池电堆中回收有经济价