Att återvinna vätgasceller

Sammanfattning

I takt med omställningen till en cirkulär ekonomi och EU:s gröna giv samt akten om kritiska råmaterial, kan återvinning av vätgasceller bli en kritisk fråga för att säkra tillgången på värdefulla metaller. Trots en förväntad ökning av uttjänta bränsleceller på marknaden, saknas idag etablerade industriella processer för storskalig återvinning av bränslecellsstackar. Syftet med arbetet var att utveckla de inledande stegen i en återvinningsprocess för vätgascellsstackar av typen Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) för att ta vara på kritiska råmaterial och bidra till ett mer hållbart samhälle. Detta utforskades genom att applicera metoden Design Science Research Methodology (DSRM) anpassad för att utveckla en process. För att kartlägga nuvarande hantering och identifiera utvecklingsbehov genomfördes en Hierarchical Task Analysis (HTA), vilket visade att den största tekniska utmaningen låg i att effektivt separera de bipolära plattorna (BPP) från membranen (MEA), för att möjliggöra högkvalitativ materialåtervinning. Därefter genomfördes konceptgenerering genom brainstorming. Koncepten jämfördes sedan med varandra för att slutligen fastställa genomförbarheten med hjälp av olika tester som utfördes på Stena Nordic Recycling Center (SNRC). Resultatet visar en industriell process som tar en hel produkt till sorterade materialfraktioner. Genom kombinationen av kvarning och vindsiktning uppnåddes en återvinningsgrad på 80 % för MEA. Föroreningsgraden av BPP i MEA-fraktionen stannade på 2,3±0,4 vikt-%, vilket underskrider kravet på max 10 % järn. Vidare hanterar processen en stack från produkt till materialfraktioner på ca 22 min, vilket också underskrider uppsatta mål. Lösningens skalbarhet gör processförslaget flexibel och lämplig för en framtida ökning av återvinning av vätgascellsstackar.