Sachverhalt:
A. M._, geboren 1970, meldete sich nach einem Unfall vom 17. Mai 2009 im Oktober 2009 bei der Invalidenversicherung zum Leistungsbezug an. Die IV-Stelle des Kantons Zürich zog die Akten der Unfallversicherung bei und veranlasste weitere Abklärungen. Gestützt auf das polydisziplinäre Gutachten des medizinischen Zentrums X._ vom 26. Oktober 2010 lehnte die IV-Stelle am 9. März 2011 einen Anspruch auf eine Invalidenrente ab.
B. Das Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich wies die dagegen erhobene Beschwerde mit Entscheid vom 31. Juli 2012 ab.
C. M._ lässt Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten führen mit dem Antrag, es sei ihm unter Aufhebung des vorinstanzlichen Entscheids eine ganze Rente zuzusprechen; eventualiter sei die Sache unter Aufhebung des vorinstanzlichen Entscheids an die IV-Stelle zur weiteren Abklärung und neuen Verfügung zurückzuweisen. Zudem ersucht er um unentgeltliche Rechtspflege.

Erwägungen:
1. Nach Art. 105 BGG legt das Bundesgericht seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (Abs. 1). Es kann diese Sachverhaltsfeststellung von Amtes wegen berichtigen oder ergänzen, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von Art. 95 BGG beruht (Abs. 2). Die Voraussetzungen für eine Sachverhaltsrüge nach Art. 97 Abs. 1 BGG und für eine Berichtigung des Sachverhalts von Amtes wegen nach Art. 105 Abs. 2 BGG stimmen im Wesentlichen überein. Soweit es um die Frage geht, ob der Sachverhalt willkürlich oder unter verfassungswidriger Verletzung einer kantonalen Verfahrensregel ermittelt worden ist, sind strenge Anforderungen an die Begründungspflicht der Beschwerde gerechtfertigt. Entsprechende Beanstandungen sind vergleichbar mit den in Art. 106 Abs. 2 BGG genannten Rügen. Demzufolge genügt es nicht, einen von den tatsächlichen Feststellungen der Vorinstanz abweichenden Sachverhalt zu behaupten. Vielmehr ist in der Beschwerdeschrift nach den erwähnten gesetzlichen Erfordernissen darzulegen, inwiefern diese Feststellungen willkürlich bzw. unter Verletzung einer verfahrensrechtlichen Verfassungsvorschrift zustande gekommen sind. Andernfalls können Vorbringen mit Bezug auf einen Sachverhalt, der von den Feststellungen im angefochtenen Entscheid abweicht, nicht berücksichtigt werden. Vorbehalten bleiben offensichtliche Sachverhaltsmängel im Sinne von Art. 105 Abs. 2 BGG, die dem Richter geradezu in die Augen springen (<ref-ruling> E. 6.2 S. 288; <ref-ruling> E. 1.4.3 S. 255).
Die auf Grund medizinischer Untersuchungen gerichtlich festgestellte Arbeitsfähigkeit betrifft eine Tatfrage (<ref-ruling> E. 3.2 S. 397). Rechtsfragen sind die unvollständige Feststellung rechtserheblicher Tatsachen sowie die Missachtung des Untersuchungsgrundsatzes (Art. 43 Abs. 1, Art. 61 lit. c ATSG) und der Anforderungen an den Beweiswert von ärztlichen Berichten (<ref-ruling> E. 5.1 S. 232). Die konkrete Beweiswürdigung ist Tatfrage (in <ref-ruling> nicht publ. E. 4.1, vgl. jedoch SVR 2009 IV Nr. 53 S. 164 [9C_204/2009]).
2. Die Vorinstanz hat die Bestimmungen und Grundsätze über den Begriff der Invalidität (Art. 8 Abs. 1 ATSG in Verbindung mit Art. 4 Abs. 1 IVG), namentlich bei somatoformen Schmerzstörungen (<ref-ruling>) und dissoziativen Bewegungsstörungen (Urteil 9C_903/2007 vom 30. April 2008 E. 3.4), und der Erwerbsunfähigkeit (Art. 7 ATSG), den Anspruch auf eine Invalidenrente (Art. 28 Abs. 1 und 2 IVG), die Aufgabe des Arztes bei der Ermittlung des Invaliditätsgrades (<ref-ruling> E. 4 S. 99 mit Hinweisen) sowie die Anforderungen an einen ärztlichen Bericht (<ref-ruling> E. 5.1 S. 232; <ref-ruling> E. 3a S. 352) zutreffend dargelegt. Darauf wird verwiesen.
3. Die Vorinstanz hat gestützt auf das Gutachten des medizinischen Zentrums X._ vom 26. Oktober 2010, welches im Konsens eines Facharztes für Psychiatrie, eines Facharztes für Orthopädie und Traumatolgie, eines Facharztes für Neurologie, eines Facharztes für Neurologie und Psychiatrie sowie einer Fachärztin für Innere Medizin erging, eine zumutbare volle Arbeitsfähigkeit in der bisherigen Tätigkeit festgestellt und demnach einen Anspruch auf eine Invalidenrente verneint.
Was der Versicherte dagegen vorbringt, vermag zu keinem anderen Ergebnis zu führen: Die IV-Stelle hat nach Eingang des Leistungsgesuchs aktuelle ärztliche Unterlagen (Berichte des Hausarztes Dr. med. U._, Facharzt für Allgemeine Medizin, vom 24. September und 9. Dezember 2009, des Kreisarztes vom 26. November 2009, des psychiatrischen Zentrums A._ vom 4. Oktober 2009, des Prof. Dr. med. J._, Facharzt für Urologie, vom 22. September 2009 sowie der behandelnden Psychiater Dres. med. F._ und W._ sowie Dr. phil. klin. psych. S._, medizinisches Zentrum B._ vom 24. November und 14. Dezember 2009 sowie 20. Mai 2010) eingeholt, bevor sie das polydisziplinäre Gutachten in Auftrag gab. Das Gutachten des medizinisches Zentrums X._ vom 26. Oktober 2010 ist somit unter Berücksichtigung aktueller ärztlicher Berichte ergangen. Dass das medizinische Zentrum B._ und Dr. med. U._ zu einem anderen Ergebnis bezüglich der zumutbaren Arbeitsfähigkeit gelangen, vermag das umfassende und nachvollziehbar begründete Gutachten des medizinischen Zentrums X._ vom 26. Oktober 2010 nicht in Zweifel zu ziehen. Einerseits handelt es sich dabei um die behandelnden Psychiater und den Hausarzt, welcher seine Einschätzungen nur rudimentär begründet; andererseits steht das Gutachten des medizinischen Zentrums X._ mit den Beurteilungen der übrigen Fachärzte (vgl. etwa die Berichte der Spezialisten der Klinik Y._ vom 12. Juli 2010, des psychiatrischen Zentrums A._ vom 4. Oktober 2009, des Prof. Dr. med. J._ vom 22. September 2009, des Kreisarztes vom 26. November 2009 und der Klinik für Unfallchirurgie, Spital Z._, vom 28. Mai 2009) in Einklang und ist im Rahmen einer polydisziplinären Abklärung und Diskussion ergangen. Entgegen der Angaben des Versicherten hat die psychiatrische Exploration länger als eine Stunde gedauert. So wird im psychiatrischen Hauptgutachten festgehalten, der Versicherte habe nach einer Stunde wegen Würg- und Brechreiz die Toilette aufgesucht und die Exploration habe nach seiner Rückkehr fortgesetzt werden können. Weiter kommt nach der Rechtsprechung dem Gutachter - was die Wahl der Untersuchungsmethoden betrifft - ein weiter Ermessensspielraum zu (vgl. etwa Urteil 9C_886/2009 vom 27. April 2010 E. 2.2 mit Hinweisen; bestätigt mit Urteil 9C_514/2012 vom 5. Oktober 2012 E. 4); namentlich ist es nicht zwingend notwendig, dass der (psychiatrische) Gutachter fremdanamnestische Angaben einholt oder Zusatzuntersuchungen durchführt (vgl. dazu auch die vor Erlass der neuen Qualitätsleitlinien für psychiatrische Gutachter in der Eidgenössischen Invalidenversicherung von Februar 2012 geschaffenen Leitlinien der Schweizerischen Gesellschaft für Versicherungspsychiatrie für die Begutachtung psychischer Störungen, SAeZ 2004 S. 1048 ff.). Der Umstand, dass der neuropsychologische Experte die festgestellten Defizite anders bewertet, vermag das Gutachten nicht in Zweifel zu ziehen, da er seine Einschätzung nachvollziehbar begründet (vgl. zur unterschiedlichen Natur von Behandlungs- und Begutachtungsauftrag statt vieler etwa SVR 2008 IV Nr. 15 S. 43 E. 2.2.1 [I 514/06]). Was die Enuresis nocturna betrifft, ist nicht zu beanstanden, dass dieser im Gutachten des medizinischen Zentrums X._ kein Einfluss auf die Arbeitsfähigkeit zugemessen wurde, da sich sowohl aus der urologischen Abklärung durch Prof. Dr. med. J._ als auch aus der neurologischen Untersuchung durch den Experten des medizinischen Zentrums X._ keine Anhaltspunkte für eine somatische Ursache entnehmen lassen und sich aus den Berichten des behandelnden medizinischen Zentrums B._ keine überzeugende Begründung ergibt, weshalb dieses nur nächtlich auftretende, psychisch bedingte Phänomen die Arbeitsfähigkeit tagsüber beschränken sollte. Schliesslich geht auch der Einwand fehl, die Gutachter des medizinischen Zentrums X._ hätten nicht aufgezeigt, weshalb der Versicherte in der Lage sei, trotz seines psychischen Leidens einer Arbeit nachzugehen.
4. Da die Beschwerde offensichtlich unbegründet ist, wird sie im Verfahren nach Art. 109 Abs. 2 lit. a und Abs. 3 BGG, d.h. ohne Durchführung eines Schriftenwechsels und mit summarischer Begründung, erledigt.
5. Die Beschwerde des Versicherten ist aussichtslos, weshalb sein Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege abzuweisen ist (Art. 64 Abs. 1 BGG).
Das Verfahren ist kostenpflichtig. Der unterliegende Beschwerdeführer hat die Gerichtskosten zu tragen (Art. 66 Abs. 1 BGG).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen.
2. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird abgewiesen.
3. Die Gerichtskosten von Fr. 500.- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
4. Dieses Urteil wird den Parteien, dem Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich und dem Bundesamt für Sozialversicherungen schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 24. Januar 2013
Im Namen der I. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Die Präsidentin: Leuzinger
Die Gerichtsschreiberin: Riedi Hunold