Исследователи из Лестерского университета достигли важной вехи в переработке топливных элементов, усовершенствовав методы эффективного отделения ценных каталитических материалов и фторированных полимерных мембран (PFAS) от мембран с каталитическим покрытием (CCMS).

Эта разработка направлена на решение важнейших экологических проблем, связанных с PFAS, которые часто называют "химикатами forever", которые, как известно, загрязняют питьевую воду и имеют серьезные последствия для здоровья. Королевское химическое общество призвало правительство вмешаться, чтобы снизить уровень PFAS в водоснабжении Великобритании.

Топливные элементы и электролизеры воды, важнейшие компоненты водородных энергетических систем, приводящих в действие автомобили, поезда и автобусы, зависят от CCMS, содержащих драгоценные металлы платиновой группы. Однако сильная адгезия между слоями катализатора и мембранами PFAS затрудняет переработку. Исследователи из Лестера разработали масштабируемый метод, использующий пропитку органическим растворителем и обработку воды ультразвуком для эффективного разделения этих материалов, революционизируя процесс переработки.

Доктор Джейк Янг из химической школы Лестерского университета сказал: "Этот метод прост и масштабируем. Теперь мы можем отделять мембраны PFAS от драгоценных металлов без использования агрессивных химикатов, что революционизирует способы утилизации топливных элементов. Топливные элементы долгое время считались прорывной технологией для получения чистой энергии, но высокая стоимость металлов платиновой группы рассматривалась как ограничение. Экономика замкнутого цикла в этих металлах приблизит эту прорывную технологию на один шаг к реальности".

Развивая этот успех, в последующем исследовании был внедрен непрерывный процесс расслаивания с использованием изготовленного на заказ сонотрода с лезвиями, который использует высокочастотный ультразвук для расщепления мембран для ускорения переработки. В процессе образуются пузырьки, которые разрушаются под воздействием высокого давления, что означает, что ценные катализаторы могут быть отделены за считанные секунды при комнатной температуре. Инновационный процесс является одновременно устойчивым и экономически жизнеспособным, прокладывая путь к широкому внедрению.

Это новаторское исследование было проведено в сотрудничестве с Johnson Matthey, мировым лидером в области устойчивых технологий. Партнерства между промышленностью и академическими кругами, подобные этому, подчеркивают важность коллективных усилий для стимулирования технологического прогресса.

Росс Гордон, главный научный сотрудник Johnson Matthey, сказал: "Разработка высокоинтенсивного ультразвука для разделения мембран, наполненных катализатором, кардинально меняет наш подход к переработке топливных элементов. В Johnson Matthey мы гордимся тем, что сотрудничаем в разработке новаторских решений, которые ускоряют внедрение водородной энергетики, делая ее более устойчивой и экономически жизнеспособной".

Поскольку спрос на топливные элементы продолжает расти, этот прорыв вносит свой вклад в экономику замкнутого цикла, обеспечивая эффективную переработку основных компонентов экологически чистой энергии. Усилия исследователей поддерживают более экологичное и доступное будущее технологии топливных элементов, одновременно решая насущные экологические проблемы.