[发明专利]一种固态聚合物电解质水电解池膜电极的回收利用方法

说明书

本发明涉及一种固态聚合物电解质(SPE)水电解池膜电极的回收利用方法。具体为将旧的或性能差的水电解池膜电极进行预处理，使膜电极从边框上完全剥离，然后将剥离的膜电极再生处理，并对膜电极边缘进行密封处理，即得到可以使用的水电解池膜电极。本发明回收的电极性能基本接近新电极的性能，在一定程度上能够降低SPE水电解池的生产成本，对于SPE水电解池的市场化具有重要的意义。

技术领域

本发明涉及一种固态聚合物(SPE)水电解池内的质子交换膜废旧电极的回收再利用方法，具体为将旧的或性能差的水电解电极进行处理，使膜电极从树脂框上完全剥离，即得到膜电极。然后将剥离的膜电极再生处理，与新树酯框重新热压，即得到新制备的SPE水电解池电极。

背景技术

与传统的碱性电解技术相比，固态聚合物(SPE)水电解池技术具有以下优点：电解效率高(可达90％)，气体纯度高(氢气纯度>99.99％，氧气纯度>99.99％)，电解质是链式聚合物、性能稳定，电解液为纯水，无腐蚀性，因而安全可靠、维修量小、使用寿命长等。所以世界很多制氢公司及科研机构正致力于开发固态聚合物(SPE)水电解池技术。目前，水电解池所用的催化剂大多为Pt、Ir、Ru等贵金属或其氧化物，固态聚合物电解质多为全氟磺酸质子交换膜(约700美元/m²)，所以昂贵的价格在很大程度上限制了电解池的推广。如果能对固态聚合物电解池的电极回收再利用，则能节约材料，极大的降低电解池的使用成本。

目前与SPE电解池电极的回收再利用相关的专利文献较少，且多集中于对PEMFC废旧全氟离子交换膜或电催化剂单独的回收处理方式，如EP Patent0,066,369、US Patent4,433,082、US Patent 5,242,764等。在SPE水电解池技术产品化进程中，会产生的大量废旧电极，及时回收利用这些膜电极，可在一定程度上降低成本，推进SPE水电解池技术的市场化进程。

发明内容

本发明提供一种固态聚合物(SPE)水电解池内的废旧电极的回收再利用方法，具体为将旧的或性能差的水电解电极进行处理，使膜电极从树脂框上完全剥离，即得到膜电极。然后将剥离的膜电极再生处理，并重新进行封边处理，即得到可用的SPE水电解池膜电极。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

可以按以下步骤回收膜电极：

(1)将待回收的水电解池膜电极进行预处理，使密封边框和膜电极完全剥离；

(2)将剥离的膜电极进行再生处理；

(3)将膜电极边缘进行密封处理。

步骤(1)所述的预处理方法，采用加热，或水、乙醇浸泡、渗透或擦洗的方式，将膜电极的密封边框与膜电极完全剥离，即得到膜电极。

步骤(2)所述的再生处理方法，首先将膜电极用0.1～5M的H₂O₂水溶液、盐酸水溶液、硫酸水溶液，或氨水、氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液的一种清洗0.01～10h，重复1～5遍；再用0.1～5M的H₂O₂水溶液、盐酸水溶液、硫酸水溶液溶液，或氨水、氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液的一种浸泡0.01～10h，温度为20～100℃，重复1～5遍；最后用蒸馏水或纯净水在20～100℃浸泡0.01～10h，重复1～10遍。

步骤(3)所述的密封处理方法，具体用带热熔胶的树脂片、硅橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶的一种，将膜电极边缘粘合好。

步骤(1)和(2)可以互换。

所述的加热方式可以用加热设施直接作用在膜电极边缘的密封材料，软化后可使密封材料与膜电极边缘分离；或者将水或乙醇加入膜电极边缘的密封材料内，可使密封材料与膜电极边缘分离。