电解池与电位控制系统相结合，通过对铂表面施加精确的循环电压来运作。 使用电位计将电位振荡——通常在相对于可逆氢电极（RHE）的 0.4 至 1.6 V 之间——该系统迫使铂纳米颗粒发生瞬时氧化和还原。这种循环会触发铂作为可溶性络合物溶解到电解液中，从而将其与固体结构分离。
核心要点：该过程依赖于通过循环伏安法实现的选择性。通过将电压扫描严格限制在特定窗口内，该系统可以溶解铂以进行回收，同时保持周围的碳载体和精密的膜结构完好无损。
选择性溶解的机制
要理解该系统的工作原理，您必须超越简单的电解。这并非施加恒定电流；而是操纵金属表面的氧化还原状态。
电位计的作用
电位计充当电解池的控制中心。它不仅仅是供电，而是主动监测和调整电压以维持特定条件。
这种精度使操作员能够靶向铂的确切电化学特征，而不会触发其他材料中的反应。
应用循环伏安法
溶解的主要机制是循环伏安法。系统不是保持静态电压，而是在定义的窗口内来回扫描电位。
根据标准协议，该窗口通常设置在相对于 RHE 的 0.4 至 1.6 V 之间。这种振荡对于破坏铂晶格的稳定性至关重要。
瞬时溶解现象
随着电位的循环，铂表面在氧化和还原状态之间交替。
这种持续的转变促进了瞬时溶解，即铂原子从纳米颗粒上脱落并进入电解液。一旦进入液相，它们就会形成稳定的络合物，从而有效地将其从固体电极中去除。
为什么精度很重要：保护组件
这项技术的深层价值不仅在于它能溶解铂，还在于它能保持其他所有东西不变。这在回收燃料电池膜电极组件 (MEA) 时尤其重要。
保护碳载体
铂催化剂通常负载在碳结构上。粗略的酸洗或不受控制的电解可能会腐蚀这种碳骨架。
通过将上限电压限制在 1.6 V，该系统避免了显著氧化或降解碳载体所需的电位。
保持膜的完整性
燃料电池膜昂贵且脆弱。此过程中使用的电化学参数经过专门调整，对膜材料化学上无害。
这使得能够回收贵金属铂催化剂，同时可能保留 MEA 结构的其余部分以供分析或再利用。
理解权衡
尽管有效，但电化学选择性溶解需要严格遵守操作参数。
控制需求的复杂性
这不是一个“设置好就不用管”的过程。它完全依赖于电位计的精度。
如果电位漂移到 0.4–1.6 V 窗口之外，您将面临要么无法溶解铂（过低），要么腐蚀碳载体（过高）的风险。
速率与选择性
该过程依赖于瞬时溶解，这可能比剧烈的化学浸出慢。
您正在用回收高价值金属而不破坏基材的选择性来换取大批量溶解的速度。
为您的目标做出正确选择
要有效地实施这项技术，请将您的操作参数与您的具体回收目标相匹配。
- 如果您的主要重点是铂回收：确保您的循环伏安扫描覆盖完整的 0.4 至 1.6 V 范围，以最大化瞬时溶解速率。
- 如果您的主要重点是组件再利用：严格监控上限电压，以防止对碳载体产生任何意外腐蚀或对膜造成损坏。
该过程的成功取决于在电压扫描的侵蚀性和支撑结构的脆弱性之间取得平衡。
摘要表：
| 特征 | 电化学参数 | 目的 |
|---|---|---|
| 电位窗口 | 0.4 - 1.6 V vs. RHE | 触发铂的瞬时溶解，同时保护碳载体 |
| 控制机制 | 电位计（循环伏安法） | 主动监测和振荡电压以操纵氧化还原状态 |
| 核心机制 | 瞬时溶解 | 在氧化和还原之间交替，将 Pt 释放到电解液中 |
| 选择性重点 | 基材保护 | 避免腐蚀碳骨架和精密的燃料电池膜 |
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参考文献
- Rafael Granados‐Fernández, Justo Lobato. Platinum Recovery Techniques for a Circular Economy. DOI: 10.3390/catal11080937
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
