Naukowcy z Uniwersytetu w Leicester opracowali przełomową technikę wykorzystującą fale dźwiękowe do recyklingu komponentów ogniw paliwowych, rozwiązując problem 'wiecznych chemikaliów'. Ta innowacyjna metoda skutecznie oddziela cenne materiały od ogniw paliwowych, zapobiegając zanieczyszczeniu środowiska przez szkodliwe substancje chemiczne. Badania, opublikowane w RSC Sustainability i Ultrasonic Sonochemistry, stanowią znaczący postęp w technologii zrównoważonego rozwoju.
Technika polega na wykorzystaniu ultradźwięków o wysokiej częstotliwości do oddzielania membran pokrytych katalizatorem (CCM), które zawierają metale szlachetne, takie jak platyna, związane z membranami PFAS. Poprzez zanurzenie ogniw paliwowych w rozpuszczalniku organicznym i zastosowanie ultradźwięków o dużej mocy, metale szlachetne można oddzielić od membran PFAS w czasie krótszym niż minuta. Proces ten tworzy mikroskopijne pęcherzyki, które zapadają się pod ciśnieniem, generując wystarczającą siłę, aby oddzielić materiały bez użycia agresywnych chemikaliów.
Ten rozwój jest wynikiem współpracy z Johnson Matthey, liderem w dziedzinie technologii zrównoważonego rozwoju. Ross Gordon, główny naukowiec w Johnson Matthey, określił tę technologię jako 'przełomową' dla recyklingu ogniw paliwowych, podkreślając jej potencjał w obniżaniu kosztów energii wodorowej i promowaniu czystszej technologii. Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na wodorowe ogniwa paliwowe, ta technika recyklingu toruje drogę dla bardziej ekologicznych i opłacalnych rozwiązań energetycznych.
Royal Society of Chemistry wezwało również rząd do interwencji w celu zmniejszenia poziomu PFAS w zasobach wody w Wielkiej Brytanii. Nowa metoda rozwiązuje krytyczne wyzwania środowiskowe, jakie stwarzają PFAS, znane z zanieczyszczania wody pitnej i poważnych konsekwencji zdrowotnych.
Opierając się na początkowym sukcesie, zespół wprowadził nowy proces recyklingu ciągłego, wykorzystujący urządzenie zwane sonotrodą ostrzową. To narzędzie wykorzystuje ultradźwięki o wysokiej częstotliwości do oddzielania warstw ogniw paliwowych, tworząc maleńkie pęcherzyki, które pękają pod ciśnieniem. Pozwala to na oddzielenie metali szlachetnych od membran niemal natychmiast, w temperaturze pokojowej. Metoda ta jest wydajna, bezpieczna dla środowiska i ekonomicznie opłacalna.
Dr Jake Yang z Wydziału Chemii Uniwersytetu w Leicester zauważył, że ta innowacja może pomóc w budowaniu gospodarki o obiegu zamkniętym dla metali z grupy platynowców, czyniąc technologię energii wodorowej bardziej zrównoważoną i przystępną cenowo.
Ten artykuł jest oparty na analizie materiałów pochodzących z następujących źródeł: RSC Sustainability, University of Leicester i Johnson Matthey.