一种新能源汽车氢燃料电池的回收方法技术

本发明专利技术公开了一种新能源汽车氢燃料电池的回收方法，包括以下步骤：(1)将氢燃料电池依次经过放电，拆解，得到氢气供应系统、空气供应系统、冷却系统和电堆；(2)将电堆再拆解为催化剂和碳布，进行灰化，得到灰分；(3)将助剂加入灰分中混合，通入惰性气体，升温，再通入氧化性气体，铵盐溶液吸收尾气；(4)将还原剂加入步骤(3)中吸收尾气后的铵盐溶液中反应，过滤，取滤渣清洗，得到Pt。本发明专利技术能高效回收氢燃料电池中的铂元素，通过氯化蒸发法结合化学还原法，能制备出高纯的Pt，有效节约贵金属资源，且回收工艺具有操作简便、生产效率高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源汽车氢燃料电池的回收方法
本专利技术属于回收氢燃料电池领域，具体涉及到一种新能源汽车氢燃料电池的回收方法。
技术介绍
燃料电池对环境无污染。它是通过电化学反应，而不是采用燃烧(汽、柴油)或储能(蓄电池)方式－－最典型的传统后备电源方案。燃烧会释放像COx、NOx、SOx气体和粉尘等污染物。如上所述，燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的(光伏电池板、风能发电等)，整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。据储能国际峰会获悉，作为真正意义上“零排放”的清洁能源，氢燃料电池在发达国家的应用正在提速。燃料电池已从实验室真正走向产业化，与锂电池相比，它更具有零污染优势。然而，随着氢燃料电池的持续大量使用，一些老旧的氢燃料电池的生命末期即将临近，而在氢燃料电池中有着大量的高价值部件，如各种阀及气体管路、有价金属废料、催化剂中的贵金属铂等。这些高价值废料的可利用性使得回收意义重大。但目前对于催化剂中的贵金属铂的回收，归结起来有氯化羰基铂法、熔盐电解法、区域熔炼法、氯化铵反复沉淀法、溴酸钠水解法、氧化载体水解法等。其中氯化羰基法、熔盐电解法由于工艺过程复杂，操作繁琐，使其大规模生产应用受到限制。溴酸钠水解法、氧化载体水解法溶液处理量大且需要长时间静置澄清，占用空间场地，生成周期长，也无法进行大规模生产。因此，现有的回收工艺具有劳动强度大，生产效率低，操作不便，能耗高的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新能源汽车氢燃料电池的回收方法，该方法能高效回收氢燃料电池中的铂元素，通过氯化蒸发法结合化学还原法，能制备出高纯的Pt，有效节约贵金属资源，且回收工艺具有操作简便、生产效率高的优点。为了实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种氢燃料电池的回收方法，包括以下步骤：(1)将氢燃料电池依次经过放电，拆解，得到氢气供应系统、空气供应系统、冷却系统和电堆；(2)将电堆再拆解为催化剂和碳布，进行灰化，得到灰分；(3)将助剂加入灰分中混合，通入惰性气体，升温，再通入氧化性气体，铵盐溶液吸收尾气；(4)将还原剂加入步骤(3)中吸收尾气后的铵盐溶液中反应，过滤，取滤渣清洗，得到Pt。优选地，步骤(1)中所述氢气供应系统的具体处理过程为：将氢气供应系统进一步拆解，得到氢气喷射器、高压氢密封阀、减压阀、氢罐、氢气循环泵、逆变器、氢气浓度传感器、氢气温度传感器、加氢控制单元、氢压力传感器及氢气管路。在步骤(1)所述放电过程中，检查高压氢密封阀、减压阀、氢罐的密封性，若无漏气，高压氢密封阀、减压阀及氢气管路作为旧零件循环回收再利用；氢罐若密封性良好且在使用寿命内，则回收重复利用；若高压氢密封阀、减压阀、氢罐及氢气管路的密封性不好，则直接当做废旧金属材料回收。氢气喷射器、氢气循环泵、逆变器等在步骤(1)所述放电过程中运转正常则回收重复利用，否则进一步拆解按材料类别归类，回收。氢气浓度传感器、氢气温度传感器、加氢控制单元、氢压力传感器直接拆解按材料类别归类，回收。优选地，步骤(1)中所述空气供应系统的具体处理过程为：将空气供应系统进一步拆解，得到空压机、消音器、空气阀模块和空气管路。空压机、消音器在(1)所述放电过程中运转正常则回收重复利用；空气阀模块和空气管路在(1)所述放电过程中无漏气现象则回收重复利用，否则当做废旧金属材料回收。优选地，步骤(1)中所述冷却系统的具体处理过程为：将冷却系统进一步拆解，得到水泵、散热器、去离子装置、节温器(三通阀)。水泵、散热器、去离子装置、节温器在步骤(1)的放电过程中运转正常则回收重复利用，否则进一步拆解按材料类别归类，回收。优选地，步骤(2)中所述灰化的温度为400℃-600℃，时间为30-60min。上述灰化目的是除碳，将碳布烧尽，产生二氧化碳，这样可直接将催化剂与碳布分离。优选地，步骤(3)中所述助剂为NaF、CaF2、KCl、NaCl或CaCl2中的一种。上述助剂即固体氯化剂，固体氯化剂在反应过程中，会全部或大部分解成氯气或HCl等气体氯化剂再起作用，即灰分会被氯化，随着氯气进入氯化铵溶液中。优选地，步骤(3)中所述灰分和助剂的重量比为1:(1-5)。优选地，步骤(3)中所述惰性气体为氮气、氦气或氩气中的一种。优选地，步骤(3)中所述氧化性气体为氯气或溴气中的一种。优选地，步骤(3)中所述铵盐溶液为氯化铵溶液或溴化氨溶液中的一种。优选地，步骤(3)中所述通入惰性气体的流速为1-30mL·min-1，时间为5-15min。优选地，步骤(3)中所述通入氧化性气体的流速为1-30mL·min-1，时间为20-60min。优选地，步骤(3)中所述铵盐溶液的浓度为1-5mol·L-1。优选地，步骤(3)中所述升温的2-6℃·min-1，温度为1000℃-1200℃。优选地，步骤(4)所述还原剂为硫代硫酸钠、硼氢化钠或联氨中的一种。更优选地，步骤(4)所述还原剂的质量浓度为40％-100％。优选地，步骤(4)中所述氯化铵溶液和还原剂的体积比为1：(0.1-0.3)。优选地，步骤(4)中制得Pt后进一步对Pt的提纯过程为：将浸出液加入Pt中，加热，洗涤，过滤，取滤液，加入还原剂反应，过滤，取滤渣清洗，即得纯Pt；所述Pt和浸出液的质量比为1:(10-20)。更优选地，所述浸出液为王水，所述王水的质量浓度为50％-100％。有益效果1、本专利技术能高效回收氢燃料电池中的铂元素，通过氯化蒸发法结合化学还原法，能制备出高纯的Pt，有效节约贵金属资源，且回收工艺具有操作简便、生产效率高的优点。2、本专利技术是国内首次针对氢燃料电池的回收工艺，能够安全分离带有残余燃料的气瓶，减少带有残余燃料的气瓶的安全风险。3、本专利技术针对氢燃料电池进行全组分的回收，其中一些零部件能够充分进行梯次利用，节约了经济成本；在每吨氢燃料电池中Pt的回收率为99.7％，Pt粗产品纯度为99.9％；其中Cu的回收率为98.6％，其中Fe的回收率为98.7％；其中Zn的回收率为99.5％；其中Al的回收率为99.8％；其中塑料的回收率为99.5％。附图说明图1是本专利技术实施例1的氢燃料电池回收工艺流程图。具体实施方式为了让本领域技术人员更加清楚明白本专利技术所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本专利技术要求的保护范围不构成限制作用。以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。实施例1一种氢燃料电池的回收方法，包括以下具体步骤：(1)将氢燃料电池依次经过放电直至储氢罐中氢燃料彻底耗尽后，进行拆解，得到氢气供应系统、空气供应系统、冷却系统、电控系统和电堆；(2)氢气供应系统进一步拆解，得到氢气喷射器、高压氢密封阀、减压阀、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢燃料电池的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将氢燃料电池依次经过放电，拆解，得到氢气供应系统、空气供应系统、冷却系统和电堆；/n(2)将电堆再拆解为催化剂和碳布，进行灰化，得到灰分；/n(3)将助剂加入灰分中混合，通入惰性气体，升温，再通入氧化性气体，铵盐溶液吸收尾气；/n(4)将还原剂加入步骤(3)中吸收尾气后的铵盐溶液中反应，过滤，取滤渣清洗，得到Pt。/n

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将氢燃料电池依次经过放电，拆解，得到氢气供应系统、空气供应系统、冷却系统和电堆；
(2)将电堆再拆解为催化剂和碳布，进行灰化，得到灰分；
(3)将助剂加入灰分中混合，通入惰性气体，升温，再通入氧化性气体，铵盐溶液吸收尾气；
(4)将还原剂加入步骤(3)中吸收尾气后的铵盐溶液中反应，过滤，取滤渣清洗，得到Pt。


2.根据权利要求1所述的氢燃料电池的回收方法，其特征在于，步骤(2)中所述灰化的温度为400℃-600℃，时间为30-60min。


3.根据权利要求1所述的氢燃料电池的回收方法，其特征在于，步骤(3)中所述助剂为NaF、CaF2、KCl、NaCl或CaCl2中的一种。


4.根据权利要求1所述的氢燃料电池的回收方法，其特征在于，步骤(3)中所述氧化性气体为氯气或溴气中的一种。


5.根据权利要求1所述的氢燃料电池的回收方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：余海军，彭挺，谢英豪，张学梅，
申请(专利权)人：广东邦普循环科技有限公司，湖南邦普循环科技有限公司，湖南邦普汽车循环有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44