在全球積極推動能源結構向清潔化轉型的大趨勢下，氫燃料電池憑借其零排放的顯著優勢，作為清潔能源技術的杰出代表，正迅速在交通、工業等多個領域得到廣泛應用。然而，氫燃料電池產業在蓬勃發展的同時，也面臨著核心組件回收難題的嚴峻挑戰，這一難題猶如枷鎖，制約著產業的可持續發展。
燃料電池的核心組件——催化劑涂層膜（CCM），在回收過程中存在雙重棘手問題。一方面，CCM中不可或缺的鉑族金屬，如鉑、鈀等，作為催化劑發揮著關鍵作用，但它們高昂的成本卻占據了燃料電池總成本的40%以上，回收這些貴金屬對于降低成本、提高資源利用率至關重要。另一方面，CCM中使用的氟化聚合物膜（PFAS），化學性質極為穩定，幾乎難以自然降解，因此被形象地稱為“永久化學物質”。
傳統的回收方法存在諸多弊端。這些方法往往依賴高溫焚燒或強酸溶解，不僅能耗巨大，而且貴金屬的回收率極低，通常不足60%。更為嚴重的是，在回收過程中還會導致PFAS泄漏，進而污染土壤和水源，對生態環境造成極大的破壞。
針對這些問題，英國萊斯特大學的研究團隊取得了突破性的研究成果。他們開發出一種聲波分離技術，通過巧妙的三步流程，成功破解了回收困局。首先，將廢舊燃料電池組件浸泡在低毒有機溶劑中，以此弱化PFAS膜與貴金屬涂層之間的黏附力。接著，采用定制的高頻超聲波發生器，其頻率高達3.5kHz以上，對材料進行水超聲處理。在處理過程中，聲波會產生微小氣泡，這些氣泡在高壓下破裂，形成強大的局部沖擊力，僅需數秒就能將貴金屬催化劑從基底材料上剝離，且分離純度超過95%。與傳統方法相比，該技術無需高溫或腐蝕性化學品，能耗降低了70%，貴金屬回收率提升至98%以上。
此外，研究團隊還進一步優化了工藝，開發出連續分層系統。通過刀片式超聲波電極的定向作用，能夠精準控制氣泡破裂的強度和范圍，避免對PFAS膜結構造成破壞，從而將其完整分離并集中處理，有效阻斷了有害物質擴散的路徑。
目前，萊斯特大學與全球可持續技術領域的龍頭企業莊信萬豐（Johnson Matthey）展開合作，加速了該技術從實驗室走向應用的步伐。據測算，若全面推廣這一工藝，氫燃料電池系統的全生命周期成本可下降30%，同時能減少90%的PFAS環境泄漏風險。雙方已啟動試點項目，計劃在2026年前建成首條千噸級回收產線，目標覆蓋歐洲50%的退役燃料電池處理需求。
459
0 
分享 0
舉報 0
收藏 0
反對 0
點贊 0
