科学家通过声波分离材料 帮助防止有害化学物质渗入环境
莱斯特大学的研究人员在燃料电池回收方面取得了重大突破，他们开发出一种方法，可以有效地将有价值的催化剂材料和氟化聚合物膜 (PFAS) 从催化剂涂层膜 (CCM) 中分离出来。
这项进展解决了与PFAS相关的重大环境问题。PFAS通常被称为“永久化学物质”，已知会污染饮用水并构成严重的健康风险。英国皇家化学学会呼吁政府采取行动，降低英国供水中的PFAS含量。
高功率超声波可在一分钟内快速将有价值的催化剂从底层聚合物膜中分离出来。图片来源：莱斯特大学
分解复杂的催化剂涂层膜
燃料电池和水电解器是氢能系统的重要组成部分，为汽车、火车和公共汽车提供动力，它们依赖于含有贵重铂族金属的催化材料（CCM）。然而，催化剂层和PFAS膜之间的强粘附性使得回收利用变得困难。
莱斯特的研究人员开发了一种可扩展的方法，使用有机溶剂浸泡和水超声波来有效分离这些材料，彻底改变了回收过程。
高功率超声波可在一分钟内快速将有价值的催化剂从底层聚合物膜中分离出来。图片来源：莱斯特大学
莱斯特大学化学学院的Jake Yang博士表示：“这种方法简单易行，且可扩展。我们现在无需使用刺激性化学品即可将PFAS膜与贵金属分离，这将彻底改变燃料电池的回收方式。长期以来，燃料电池一直被誉为清洁能源的突破性技术，但铂族金属的高成本一直被视为制约因素。这些金属的循环经济将使这项突破性技术更接近现实。”
超声波刀片将回收时间缩短至几秒钟
在此成功的基础上，后续研究引入了一种连续分层工艺，使用定制的刀片超声波发生器，利用高频超声波分裂膜以加速回收。
高功率超声波可在一分钟内快速将有价值的催化剂从底层聚合物膜中分离出来。图片来源：莱斯特大学
该工艺产生的气泡在高压下会破裂，这意味着珍贵的催化剂可以在室温下几秒钟内分离出来。这一创新工艺既可持续，又经济可行，为广泛应用铺平了道路。
这项开创性的研究是与可持续技术领域的全球领导者庄信万丰 (Johnson Matthey) 合作开展的。此类产学研合作凸显了共同努力在推动技术进步方面的重要性。
高功率超声波可在一分钟内快速将有价值的催化剂从底层聚合物膜中分离出来。图片来源：莱斯特大学
庄信万丰首席研究科学家罗斯·戈登表示：“高强度超声波分离催化剂膜的开发，将彻底改变我们燃料电池回收的方式。庄信万丰很荣幸能够携手合作，共同开发这些开创性的解决方案，加速氢能的普及，同时使其更具可持续性和经济可行性。”
随着燃料电池需求的持续增长，这一突破通过实现关键清洁能源组件的高效回收，为循环经济做出了贡献。研究人员的努力不仅有助于燃料电池技术实现更环保、更经济的未来，还能应对紧迫的环境挑战。
编译自/ScitechDaily
