浙江碳紙生產(chǎn)廠家

作為未來清潔能源市場(chǎng)的重要一極，氫燃料電池的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)必須實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)可控，而氣體擴(kuò)散層、催化劑、交換膜是氫燃料電池和PEM電解槽的關(guān)鍵零部件，作為業(yè)內(nèi)公認(rèn)的三大“卡脖子”材料，催化劑和交換膜已陸續(xù)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)自主。氣體擴(kuò)散層（GDL）是燃料電池重要組件之一，其主要作用在于：催化劑的載體支撐電機(jī)結(jié)構(gòu)導(dǎo)電作用均勻擴(kuò)散氣體的作用擴(kuò)散層輸水作用。燃料電池GDL要求：均勻的多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)，透氣性能好電阻率低，電子傳導(dǎo)能力強(qiáng)結(jié)構(gòu)緊密且表面平整，減小接觸電阻，提高導(dǎo)電性能具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，適當(dāng)?shù)膭傂耘c柔性，利于電極的制作，提供長(zhǎng)期操作條件下電極結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性適當(dāng)?shù)挠H水/憎水平衡，防止過多的水分阻塞孔隙而導(dǎo)致氣體透過性能下降具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。正是由于對(duì)氣體擴(kuò)散層用材料的嚴(yán)苛要求，碳纖維紙以其質(zhì)量輕、表面平整、耐腐蝕、孔隙均勻且強(qiáng)度高，厚度可根據(jù)使用要求調(diào)整，適合耐久性燃料電池使用，成為GDL的可選材料。膜電極用GDL，氣體擴(kuò)散層！碳紙！浙江碳紙生產(chǎn)廠家

氫燃料電池（主要應(yīng)用）在質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC，氫燃料電池的主流技術(shù)路線）中，碳紙是氣體擴(kuò)散層（GDL）的基材，位于“膜電極（MEA）”與“雙極板”之間，是燃料電池發(fā)電的“關(guān)鍵橋梁”，具體功能包括：氣體傳輸：多孔結(jié)構(gòu)（孔隙率30%-50%）可均勻分配氫氣/氧氣到膜電極表面，確保反應(yīng)氣體充分接觸催化劑；電子傳導(dǎo)：高導(dǎo)電性（體積電阻率＜10mΩ?cm）可將反應(yīng)產(chǎn)生的電子傳導(dǎo)至雙極板，形成外部電流；水管理：經(jīng)聚四氟乙烯（PTFE）疏水處理后，可排出反應(yīng)生成的水（避免電解液“水淹”催化劑），同時(shí)防止電解液滲透；散熱與支撐：良好的導(dǎo)熱性可帶走反應(yīng)熱量，避免局部過熱；機(jī)械強(qiáng)度可支撐膜電極，防止組裝時(shí)破損。目前，車用氫燃料電池（如豐田M、國(guó)內(nèi)比亞迪氫能車）、便攜式燃料電池（如無人機(jī)、應(yīng)急電源）均依賴高品級(jí)碳紙，且對(duì)碳紙的“薄型化（厚度0.1-0.2mm）、低電阻率、高抗折性”要求極高。吉林PEM制氫用碳紙?jiān)谧龅墓咎技埵蛊涑蔀槿剂想姵?、電化學(xué)儲(chǔ)能、過濾等領(lǐng)域的材料，且短期內(nèi)難以被其他材料替代。

GDL的表面與微觀結(jié)構(gòu)決定其與催化層、雙極板的界面適配性，以及性能的空間均勻性，關(guān)鍵指標(biāo)包括：表面粗糙度定義：GDL表面的凹凸程度（單位：μm，通過激光共聚焦顯微鏡測(cè)量，常用Ra值表示算術(shù)平均偏差）。意義：表面過粗糙（Ra＞5μm）會(huì)導(dǎo)致與催化層接觸不緊密，增大接觸電阻；過光滑（Ra＜1μm）則可能減少氣體擴(kuò)散的“界面通道”。典型范圍：Ra=1~3μm（帶MPL的GDL）。厚度與厚度均勻性厚度：GDL的整體厚度（單位：μm），由基材與MPL共同決定，典型范圍：100~300μm（燃料電池用）、300~500μm（電解水用）。厚度均勻性：GDL不同區(qū)域的厚度偏差（單位：%），若偏差＞10%，會(huì)導(dǎo)致組裝時(shí)局部壓緊力不均（薄處易壓破膜，厚處接觸電阻大）。GDL的厚度偏差需＜5%。微觀結(jié)構(gòu)完整性評(píng)估方式：通過掃描電子顯微鏡（SEM）觀察GDL的孔隙是否貫通、MPL與基材是否結(jié)合緊密、是否存在裂縫或雜質(zhì)。意義：孔隙不貫通會(huì)形成“傳質(zhì)死區(qū)”；MPL脫落會(huì)導(dǎo)致液體管理失效；雜質(zhì)（如金屬顆粒）會(huì)引發(fā)局部腐蝕，均會(huì)嚴(yán)重影響GDL性能。

作為氣體擴(kuò)散層的基材，碳紙的制備，除了準(zhǔn)備原料、打漿抄紙、浸漬、固化這些步驟，還需碳化、石墨化處理。而氣體擴(kuò)散層的制備一般稱為抄紙制程，在制程中還必須改善碳紙?jiān)咸匦?、?dǎo)電性以及化學(xué)安定性。其方法為以碳纖維紙為基礎(chǔ)再添加碳復(fù)合材料混合后熱處理，其制程中還可以添加適當(dāng)?shù)闹虚g原料并配合使用的特性研發(fā)出相同的碳紙。方法為以碳纖維紙為基礎(chǔ)再添加碳復(fù)合材料混合后熱處理，其制程中還可以添加適當(dāng)?shù)闹虚g原料并配合使用的特性研發(fā)出相同的碳紙。碳紙?jiān)谠旒堧A段前必須先將連續(xù)長(zhǎng)絲纖維切斷成為3~12mm之間的短纖維段，組成短纖維段后的制程依序分為1.抄紙，2.含浸復(fù)合樹脂，3.熱壓成形，4.碳化處理以及5.石墨化處理。復(fù)雜的工藝決定了碳紙是當(dāng)前制約我國(guó)氫燃料電池領(lǐng)域發(fā)展的基礎(chǔ)材料，受制于碳纖維、碳纖維原紙、石墨化和后處理等復(fù)雜工藝及裝備，我國(guó)至今未能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)碳紙。目前可應(yīng)用在燃料電池氣體擴(kuò)散層的碳紙生產(chǎn)廠商有TORAY、SGL、Ballard、Avcarb、中國(guó)臺(tái)灣碳能等公司。因此，碳紙也被稱之為燃料電池材料國(guó)產(chǎn)化的“一個(gè)壁壘”。電解水制氫用GDL，氣體擴(kuò)散層！碳紙！

國(guó)科領(lǐng)纖從流程、團(tuán)隊(duì)、技術(shù)三方面下足了功夫：流程上：把標(biāo)準(zhǔn)“嵌”進(jìn)全鏈條我們重新梳理了氫燃料電池用碳紙、GDL的研發(fā)與生產(chǎn)流程：從原材料選型的“合規(guī)性審核”，到生產(chǎn)過程中“關(guān)鍵工藝參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控”，再到成品出廠前“多維度性能檢測(cè)（如透氣性、耐腐蝕性）”，每一步都明確標(biāo)準(zhǔn)、留存記錄，確?！叭魏苇h(huán)節(jié)出問題都能追溯、可改進(jìn)”。團(tuán)隊(duì)上：讓品質(zhì)意識(shí)“深入人心”全員參與IATF16949與ISO9001標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)，從研發(fā)工程師到生產(chǎn)員工，再到質(zhì)檢人員，都要掌握“汽車級(jí)品質(zhì)要求”：比如生產(chǎn)GDL時(shí)如何使得孔結(jié)構(gòu)的一致性，質(zhì)檢時(shí)如何檢測(cè)材料的穩(wěn)定性，讓“按標(biāo)準(zhǔn)做事、為品質(zhì)負(fù)責(zé)”成為每個(gè)崗位的共識(shí)。技術(shù)上：以創(chuàng)新“撐”起高標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合國(guó)科領(lǐng)纖在氫燃料電池材料領(lǐng)域的技術(shù)積累（如空冷電堆GDL的孔結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)），我們將“標(biāo)準(zhǔn)要求”與“技術(shù)創(chuàng)新”深度綁定。比如針對(duì)汽車級(jí)GDL的“高穩(wěn)定性”需求，通過改進(jìn)碳纖維編織工藝與涂層技術(shù)，讓產(chǎn)品在長(zhǎng)期使用中不易塌陷、電壓波動(dòng)更小——這既是技術(shù)突破，也是對(duì)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的落地。碳紙輕量化與薄型化特性。青海水冷電堆用碳紙?jiān)趺礃?/p>

碳紙是氣體擴(kuò)散層重要的基底。浙江碳紙生產(chǎn)廠家

優(yōu)勢(shì)2：兼具“導(dǎo)電”與“機(jī)械支撐”，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定GDL不僅是“傳質(zhì)通道”，還是電化學(xué)系統(tǒng)的“導(dǎo)電骨架”與“結(jié)構(gòu)支撐體”，其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在兩點(diǎn)：低電阻電子傳導(dǎo)，減少能量損耗：GDL的基材（如碳紙、碳布）由高導(dǎo)電性的碳纖維制成，且經(jīng)過石墨化處理，體積電阻率通常＜10mΩ?cm——能連接催化層與雙極板，將反應(yīng)產(chǎn)生的電子（陽極）或所需電子（陰極）傳輸，降低“歐姆損耗”（電化學(xué)系統(tǒng)的主要能量損耗之一）。若用普通導(dǎo)電材料（如金屬網(wǎng)）替代：金屬易被電解液腐蝕（如PEMFC的酸性環(huán)境），且無法兼度顧傳質(zhì)需求，反而增加系統(tǒng)內(nèi)阻，機(jī)械支撐，耐受苛刻工況：燃料電池組裝時(shí)，需對(duì)電池堆施加1-3MPa的壓緊力（確保各層緊密接觸、降低接觸電阻）；運(yùn)行中還會(huì)經(jīng)歷溫度波動(dòng)（-40℃~80℃）與濕度變化。GDL的碳纖維骨架具有高抗壓強(qiáng)度與耐溫性，能在壓緊力下保持孔隙結(jié)構(gòu)不坍塌，同時(shí)支撐脆弱的催化層與質(zhì)子交換膜（避免膜被壓破或催化層脫落），電池堆長(zhǎng)期結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。浙江碳紙生產(chǎn)廠家

國(guó)科領(lǐng)纖新材料（常州）有限公司在同行業(yè)領(lǐng)域中，一直處在一個(gè)不斷銳意進(jìn)取，不斷制造創(chuàng)新的市場(chǎng)高度，多年以來致力于發(fā)展富有創(chuàng)新價(jià)值理念的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，在江蘇省等地區(qū)的紙業(yè)中始終保持良好的商業(yè)口碑，成績(jī)讓我們喜悅，但不會(huì)讓我們止步，殘酷的市場(chǎng)磨煉了我們堅(jiān)強(qiáng)不屈的意志，和諧溫馨的工作環(huán)境，富有營(yíng)養(yǎng)的公司土壤滋養(yǎng)著我們不斷開拓創(chuàng)新，勇于進(jìn)取的無限潛力，國(guó)科領(lǐng)纖新材料供應(yīng)攜手大家一起走向共同輝煌的未來，回首過去，我們不會(huì)因?yàn)槿〉昧艘稽c(diǎn)點(diǎn)成績(jī)而沾沾自喜，相反的是面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈的市場(chǎng)氛圍，我們更要明確自己的不足，做好迎接新挑戰(zhàn)的準(zhǔn)備，要不畏困難，激流勇進(jìn)，以一個(gè)更嶄新的精神面貌迎接大家，共同走向輝煌回來！