英国技术许可方庄信万丰(JM)与比利时材料公司Syensqo宣称,已成功示范从质子交换膜(PEM)燃料电池和电解槽部件中“公斤级”回收并再利用贵金属和离聚物。
两家公司表示,他们从工业级的PEM催化剂涂层膜(CCM)中回收了铂族金属(PGMs)和离聚物,并将其重新整合到新的膜电极组件(MEA)中。
铂、铱和钌都是PEM CCM中常见的高成本金属。CCM是膜电极组件(MEA)的核心,电化学反应在此发生。
目前,CCM中的PGM回收通常需要先通过焚烧去除有机材料,再进一步分离和提纯金属。
然而,这种方法意味着由全氟磺酸聚合物(即离聚物)制成的膜,在高温回收过程中通常会降解或氟化,使得直接回收变得困难。
离聚物膜由碳-氟键构成,属于PFAS(全氟和多氟烷基物质)的一类。
这项新方法中,JM采用了一种化学工艺来回收PGM,无需焚烧聚合物。Syensqo则开发了一种提取、纯化和再生活化离聚物以供再利用的方法。
一份联合白皮书指出:“中试规模的验证已表明,该工艺对离聚物性能无负面影响。”
“分析显示,回收的离聚物符合原始新材料规格,未发现降解产物或痕量金属。将离聚物重铸成膜后,其质子传导性曲线与新材料相当。”
两家公司表示,与依赖原始新材料相比,此举可能将潜在碳足迹降低达80%。
JM首席技术官Liz Rowsell表示:“在不影响性能的前提下回收高价值材料,是迈向更循环的PEM生态系统的重要一步。”
Syensqo绿氢平台总监Imre Horvath补充道:“这些结果令人鼓舞,它们证明了从氢能应用产生的工业废料中进行循环回收的可行性。”
由于铂族金属的稀缺性及其在电动汽车等应用中日益增长的需求,电解槽中PGM的使用一直是行业观察者持续关注的问题。
多家电解槽原始设备制造商(OEM)一直在加紧努力降低铱载量以削减成本。
同时,来自监管机构的压力也与日俱增,要求在各行业减少PFAS材料的使用,主要出于对其健康和环境影响的担忧。