[發明專利]一種水基熔融碳酸鹽燃料電池隔膜廢料的回收方法

在審

• 申請號: 202110271705.7
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN112909276A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 楊冠軍;張瑞云;盧成壯;黃華;程健;白發琪
• 申請（專利權）人: 華能國際電力股份有限公司;中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: H01M8/008
• 分類號: H01M8/008;H01M8/0202;H01M8/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發明提供一種水基熔融碳酸鹽燃料電池隔膜廢料的回收方法，步驟如下：將水基電池隔膜廢料進行粉碎處理；將粉碎好的水基電池隔膜廢料加熱干燥，去除其中的水分和水溶性添加劑；向加熱干燥處理后的粉碎隔膜廢料加入蒸餾水并加熱至80℃～95℃，然后攪拌均勻得到溶解的漿料；向攪拌溶解的漿料中加入水溶性粘結劑、增塑劑和消泡劑，在加熱條件下攪拌均勻后冷卻至室溫；進行過濾和球磨，所得漿料進行抽真空脫泡處理，得到能再次利用的電池隔膜材料；實現以蒸餾水為溶劑的水基電池隔膜廢料的回收，對電池批量化生產過程的邊角廢料等及時回收再利用，有效地降低電池生產成本，解決資源浪費的問題。

技術領域

本發明屬于熔融碳酸鹽燃料電池技術領域，具體涉及一種水基熔融碳酸鹽燃料電池隔膜廢料的回收方法。

背景技術

燃料電池是一種將氫和氧的化學能通過電化學反應直接轉換為電能的裝置，是氫能利用的最有效的方式之一，對推動氫能經濟具有重要的作用。熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)是一種工作于650℃的高溫燃料電池，具有燃料來源廣、可不使用貴金屬催化劑、余熱利用價值高等優點，而且能夠以空氣和CO₂為原料參與電化學反應，系統產生的CO₂能夠進行循環利用，溫室氣體排放量大大降低。將熔融碳酸鹽燃料電池與IGCC相結合構建整體煤氣化燃料電池發電系統(IGFC)，使得熱力學循環發電與電化學發電相結合，能夠突破卡諾循環效率瓶頸，進一步實現能量的梯級高效利用，實現煤基發電在近零排放的同時，發電效率達到50％以上，引領清潔發電技術的發展。

熔融碳酸鹽燃料電池的基本單元由陰極、電解質隔膜、雙極板和陽極構成，電解質隔膜是構成MCFC的最為關鍵的核心部件之一，必須具備高強度、耐高溫熔鹽腐蝕、浸入熔鹽電解質后能阻氣和具有良好的離子導電性能的特點。目前，相對于傳統火電發電方式，熔融碳酸鹽燃料電池成本相對較高是限制MCFC應用的主要問題，為了進一步降低MCFC的生產成本，中國專利(201110257157.9)提出了一種熔融碳酸鹽燃料電池電解質基板廢料的回收方法，此方法主要是針對有機隔膜廢料的回收，在回收過程中采用的大量有機溶劑，不但提高了燃料電池制造成本，而且在生產過程中對人體非常有害。基于中國專利(201510058896.3)開發出一種環保型熔融碳酸鹽燃料電池隔膜的制備方法，此方法是以蒸餾水為溶劑，加入水溶性添加劑而制備的環保型電解質隔膜。目前電解質隔膜流延法是保證隔膜均一性、實現大面積和連續批量化生產最成功的制造方法。然而在實際電堆組裝過程中，電解質隔膜是由多張流延制備的電解質隔膜經過大切邊剪裁后，再進行熱壓、裁剪成最終形狀。在流延和熱壓、裁剪過程中由于各種因素影響難免會產生殘次隔膜廢料。這些廢料采用之前的回收方法(中國專利201110257157.9)無法進行回收利用，如不加以回收利用，不但會提高燃料電池生產成本，還會造成資源浪費問題。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種水基熔融碳酸鹽燃料電池隔膜廢料的回收方法，解決了現有技術無法回收以蒸餾水為溶劑的隔膜廢料問題，該方法簡單易行，實現了水基電池隔膜廢料回收，降低電池生產成本，解決資源浪費的問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種水基熔融碳酸鹽燃料電池隔膜廢料的回收方法，步驟如下：

步驟1，將水基生產的電池隔膜廢料進行粉碎處理；

步驟2，將粉碎好的水基電池隔膜廢料加熱干燥，去除其中的水分和水溶性添加劑；

步驟3，向加熱干燥處理后的粉碎隔膜廢料加入蒸餾水并加熱至80℃～95℃，然后攪拌均勻得到溶解的漿料；

步驟4，向攪拌溶解的漿料中加入水溶性粘結劑、增塑劑和消泡劑，在加熱條件下攪拌均勻后冷卻至室溫；

步驟5，將冷卻后的漿料進行過濾和球磨；

步驟6，將球磨后的漿料進行抽真空脫泡處理，得到能再次利用的電池隔膜材料。

步驟1中，采用粉碎機將電池隔膜廢料粉碎至300目以下的顆粒。