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,不僅能有效回收燃料電池,分離其中的貴金屬等關(guān)鍵資源,還能防止有害化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境,為清潔能源的可持續(xù)發(fā)展提供了新路徑。

燃料電池和水電解槽是氫能系統(tǒng)的重要組成部分,廣泛應(yīng)用于汽車、火車和公交車等交通工具。它們的核心部件之一是催化劑涂層膜(CCM),其中含有昂貴的鉑族金屬。此外,膜電極組件中還包含氟化聚合物膜(PFAS),這類物質(zhì)因難以降解而被稱為“永久化學(xué)物質(zhì)”,一旦處理不當(dāng),可能污染飲用水并危害健康。

由于PFAS膜與CCM之間黏附力極強(qiáng),傳統(tǒng)回收方法難以將其高效分離,限制了燃料電池的循環(huán)利用。為此,研究人員提出了一種創(chuàng)新性回收策略:先用有機(jī)溶劑浸泡材料,再結(jié)合水超聲處理,成功實(shí)現(xiàn)了PFAS膜與貴金屬的有效剝離。

這一方法操作簡便、可擴(kuò)展性強(qiáng),無需使用強(qiáng)腐蝕性化學(xué)品,大幅降低了環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。研究人員認(rèn)為,這將徹底改變?nèi)剂想姵氐幕厥辗绞剑苿?dòng)鉑族金屬循環(huán)利用,從而降低清潔能源技術(shù)的成本。

在此基礎(chǔ)上,研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步開發(fā)了一種連續(xù)分層工藝,采用定制刀片式超聲波發(fā)生器,在高頻超聲作用下產(chǎn)生微小氣泡。這些氣泡在高壓下破裂,可在幾秒鐘內(nèi)將珍貴的催化劑從材料中釋放出來,整個(gè)過程在常溫下完成,節(jié)能環(huán)保。

這項(xiàng)創(chuàng)新不僅提升了回收效率,也為大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。未來,該技術(shù)有望用于氫能產(chǎn)業(yè),實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)管理和環(huán)保處理,構(gòu)建真正的綠色能源體系。(記者張夢然)

編輯:黃昂瑾
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