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來源: 發(fā)布時(shí)間:2025-11-16

可制備面密度低至6a/m“的分散均勻的、超薄型的碳纖維原紙(該技術(shù)已獲專利授權(quán))為高質(zhì)量碳紙的制備提供了材料基礎(chǔ)。通過改進(jìn)配方和工藝制備的碳紙,碳纖維與樹脂炭間界面結(jié)合良好,解決了碳紙材料的精細(xì)結(jié)構(gòu)問題。氣體擴(kuò)散層包括疏水型和親水型,可根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景和用戶需求量身定制高通量、長(zhǎng)壽命、低成本的氣體擴(kuò)散層。氣體擴(kuò)散層的價(jià)值是“承上啟下”——連接流場(chǎng)與催化層,同步實(shí)現(xiàn)氣體傳輸、電子傳導(dǎo)、水管理三大功能,其性能的均衡性(如透氣與排水的平衡、導(dǎo)電與力學(xué)強(qiáng)度的平衡)直接決定了燃料電池等裝置的功率密度、壽命和穩(wěn)定性,是能源轉(zhuǎn)換設(shè)備產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵組件之一。 1.水冷電堆的優(yōu)勢(shì):1.孔結(jié)構(gòu)分布控制;2.良好水管理性能,濕度適應(yīng)范圍寬。上??绽潆姸延肎DL

GDL

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。上??绽潆姸延肎DLAEM、PEM用GDL,氣體擴(kuò)散層!

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氣體擴(kuò)散層(GasDiffusionLayer,GDL)是燃料電池(如質(zhì)子交換膜燃料電池PEMFC)、電解池等能源轉(zhuǎn)換裝置的組件之一,其性能直接影響裝置的傳質(zhì)效率、導(dǎo)電性、穩(wěn)定性及整體輸出性能,性能可從以下關(guān)鍵維度展開:1.優(yōu)異的氣體傳輸性能作為“氣體通道”,需確保反應(yīng)氣體(如燃料電池的氫氣、氧氣)、均勻地從流場(chǎng)擴(kuò)散至催化層,同時(shí)及時(shí)排出生成的水(如PEMFC的液態(tài)水),避免“水淹”堵塞通道。關(guān)鍵指標(biāo):透氣性(氣體滲透率)、孔隙率(通常30%-70%,需平衡透氣與力學(xué)強(qiáng)度)、孔結(jié)構(gòu)分布(梯度孔結(jié)構(gòu)更利于水-氣協(xié)同傳輸)。2.良好的電子導(dǎo)電性需作為“電子通路”,將催化層產(chǎn)生的電子(燃料電池)或外部電路輸入的電子(電解池)傳導(dǎo)至集流板,減少界面接觸電阻和體電阻。特征:通常由碳纖維(如炭紙、炭布)制備,含導(dǎo)電涂層(如炭黑+PTFE),體積電阻率一般低于10?3Ω?cm,確保電子傳輸損耗小。 

液流電池(儲(chǔ)能領(lǐng)域)在全釩液流電池(VRFB,大規(guī)模儲(chǔ)能的主流技術(shù)之一)中,碳紙是電極的骨架,用于“儲(chǔ)存電解液中的活性物質(zhì)(釩離子)”并促進(jìn)電化學(xué)反應(yīng):多孔結(jié)構(gòu)可吸附大量釩電解液(釩離子濃度1.5-2.0mol/L),增大反應(yīng)接觸面積;高導(dǎo)電性確保電子在電極與集流體之間傳遞;耐強(qiáng)酸性和抗釩離子氧化的特性,可延長(zhǎng)電池壽命(通常要求碳紙?jiān)?000次循環(huán)后性能衰減<10%)。特種應(yīng)用:工業(yè)與制造領(lǐng)域在對(duì) “耐溫、導(dǎo)電、抗腐蝕” 有特殊要求的工業(yè)場(chǎng)景中,碳紙作為 “特種功能材料” 替代傳統(tǒng)金屬或塑料,解決極端環(huán)境下的材料失效問題。GDL多孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) —— 構(gòu)建 “連續(xù)且可控” 的氣體通道。

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碳紙國(guó)產(chǎn)自主的重要性已無須多言,其生產(chǎn)技術(shù)極大程度上決定了產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。在吳剛平博士的帶領(lǐng)下,國(guó)科領(lǐng)纖現(xiàn)已打通從碳原紙到氣體擴(kuò)散層環(huán)節(jié)的工藝,并攻克了碳紙粘結(jié)劑配方與適用性工藝設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了碳紙“點(diǎn)焊接,強(qiáng)粘結(jié)”,獲得了專利授權(quán),可為高質(zhì)量碳紙制備提供技術(shù)基礎(chǔ),同時(shí)儲(chǔ)備了下一代工藝,有望實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步降本50%。此外,國(guó)科領(lǐng)纖擁有強(qiáng)大的設(shè)備設(shè)計(jì)能力,能夠自主設(shè)計(jì)原紙抄造試驗(yàn)線、浸膠固化試驗(yàn)線等設(shè)備,為高質(zhì)量碳紙制備提供硬件基礎(chǔ);還開發(fā)了多項(xiàng)碳紙制備行業(yè)技術(shù),可解決碳紙制備過程材料均一性、批次穩(wěn)定性的問題。數(shù)十年磨一劍,技術(shù)突圍從來都不是一蹴而就的,尤其是關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)研究,吳剛平博士的專注與執(zhí)著不可或缺。在市場(chǎng)放棄氫能戰(zhàn)略的時(shí)候,碳紙的基礎(chǔ)研究無疑是一個(gè)需要長(zhǎng)期坐冷板凳的事業(yè)。年復(fù)一年,日復(fù)一日,他仍保持著高度的專注,非功利化、長(zhǎng)期且持續(xù)地進(jìn)行基礎(chǔ)研究和中試試驗(yàn),不斷積累經(jīng)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)從0到1的突破。 氣體擴(kuò)散層工藝適配性:可定制化,滿足不同場(chǎng)景需求。河南AEM制氫用GDL售價(jià)

液流電池,電極材料:替代傳統(tǒng)碳?xì)只蛱疾?,利用其高?dǎo)電性和均勻孔隙結(jié)構(gòu),促進(jìn)電解液與電極表面的接觸。上??绽潆姸延肎DL

碳紙的復(fù)雜性不僅在于步驟多,更在于每個(gè)環(huán)節(jié)都存在“矛盾點(diǎn)”,需通過精密調(diào)控平衡性能:纖維分散與均勻性:短切碳纖維表面惰性強(qiáng),易團(tuán)聚,需添加分散劑(如陽(yáng)離子表面活性劑),但分散劑過量會(huì)影響后續(xù)樹脂結(jié)合;同時(shí),抄紙過程中纖維易沿水流方向定向排列,導(dǎo)致碳紙“各向異性”(不同方向?qū)щ娦圆町悾?0%),需通過調(diào)整抄紙機(jī)網(wǎng)部轉(zhuǎn)速優(yōu)化??紫堵逝c強(qiáng)度的平衡:燃料電池用碳紙需30%-50%的孔隙率(保證氣體流通),但孔隙率過高會(huì)導(dǎo)致機(jī)械強(qiáng)度下降(易在組裝時(shí)斷裂),需通過樹脂含量、熱壓壓力、碳化溫度的協(xié)同調(diào)控,在“透氣”和“抗折”之間找到平衡點(diǎn)。高溫工藝的穩(wěn)定性:石墨化階段需2000℃以上高溫,設(shè)備(如石墨化爐)需耐極端高溫且溫度場(chǎng)均勻(爐內(nèi)溫差需<5℃),否則會(huì)導(dǎo)致碳紙局部石墨化度不一致,導(dǎo)電性出現(xiàn)“熱點(diǎn)”,影響燃料電池壽命。成本與性能的矛盾:高性能碳紙依賴高純度短切碳纖維(如T700級(jí))和高功率石墨化設(shè)備,單噸碳纖維價(jià)格超10萬(wàn)元,石墨化過程能耗占總成本的30%以上,而降低成本(如用低成本碳纖維)又會(huì)導(dǎo)致性能下降,形成技術(shù)瓶頸。上??绽潆姸延肎DL

國(guó)科領(lǐng)纖新材料(常州)有限公司是一家有著雄厚實(shí)力背景、信譽(yù)可靠、勵(lì)精圖治、展望未來、有夢(mèng)想有目標(biāo),有組織有體系的公司,堅(jiān)持于帶領(lǐng)員工在未來的道路上大放光明,攜手共畫藍(lán)圖,在江蘇省等地區(qū)的紙業(yè)行業(yè)中積累了大批忠誠(chéng)的客戶粉絲源,也收獲了良好的用戶口碑,為公司的發(fā)展奠定的良好的行業(yè)基礎(chǔ),也希望未來公司能成為*****,努力為行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展奉獻(xiàn)出自己的一份力量,我們相信精益求精的工作態(tài)度和不斷的完善創(chuàng)新理念以及自強(qiáng)不息,斗志昂揚(yáng)的的企業(yè)精神將**國(guó)科領(lǐng)纖新材料供應(yīng)和您一起攜手步入輝煌,共創(chuàng)佳績(jī),一直以來,公司貫徹執(zhí)行科學(xué)管理、創(chuàng)新發(fā)展、誠(chéng)實(shí)守信的方針,員工精誠(chéng)努力,協(xié)同奮取,以品質(zhì)、服務(wù)來贏得市場(chǎng),我們一直在路上!

標(biāo)簽: 碳紙 氣體擴(kuò)散層 GDL