空冷電堆用碳紙制造

國科領(lǐng)纖：突破關(guān)鍵材料“卡脖子”難題國科領(lǐng)纖成立于2023年，自成立以來便專注于氫燃料電池關(guān)鍵材料碳紙及相關(guān)“卡脖子”材料的技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化。在本次展會上，國科領(lǐng)纖充分展示了其在碳紙及碳復(fù)合材料生產(chǎn)方面的技術(shù)實(shí)力。目前，我國氫燃料電池基礎(chǔ)原材料在一定程度上依賴進(jìn)口，碳紙及氣體擴(kuò)散層便是其中關(guān)鍵一環(huán)。國科領(lǐng)纖迎難而上，全力投入研發(fā)，致力于打破國外壟斷。生產(chǎn)總監(jiān)表示，公司研制的產(chǎn)品已在技術(shù)層面取得重大突破，有望在半年內(nèi)推動量產(chǎn)。這一成果對于我國氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)而言意義非凡，將有效降低產(chǎn)業(yè)成本，提升供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性與自主性。碳紙使其成為燃料電池、電化學(xué)儲能、環(huán)保過濾等領(lǐng)域的材料，且短期內(nèi)難以被其他材料替代?？绽潆姸延锰技堉圃?/p>

1.基體纖維（占原材料成本70%-80%）碳紙的“骨架”由碳纖維制成，其品質(zhì)直接決定碳紙的性能，也是成本差異的關(guān)鍵：場景（如燃料電池GDL）：需使用聚丙烯腈基（PAN基）高模碳纖維（如日本東麗T700、國內(nèi)中簡科技ZT700），這類碳纖維純度高（碳含量＞95%）、直徑細(xì)（5-7μm）、強(qiáng)度高（拉伸強(qiáng)度＞4.9GPa），但價格昂貴——截至2024年5月，工業(yè)級PAN基碳纖維單價約200-500元/公斤，而用于碳紙的“超細(xì)旦、高純度”規(guī)格單價可達(dá)800-1500元/公斤。中低端場景（如普通過濾）：可使用瀝青基碳纖維或粘膠基碳纖維，價格較低（約50-200元/公斤），但性能（如導(dǎo)電性、耐腐蝕性）較差。2.粘結(jié)劑（占原材料成本10%-20%）用于將碳纖維粘結(jié)成紙狀基材，需具備“高溫碳化后不殘留雜質(zhì)、與碳纖維相容性好”的特性，常用材料為：酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂：主流選擇，需使用高純度（雜質(zhì)含量＜0.1%）的特種樹脂，避免碳化后引入金屬離子（影響導(dǎo)電性），單價約150-300元/公斤；聚酰亞胺（PI）：用于碳紙（如耐2000℃以上高溫場景），粘結(jié)強(qiáng)度更高、碳化后碳?xì)埩袈矢?，但單價可達(dá)800-1200元/公斤，進(jìn)一步推高成本。貴州空冷電堆用碳紙生產(chǎn)廠家擁有配方與材料匹配！

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)用場景和用戶需求量身定制高通量、長壽命、低成本的氣體擴(kuò)散層。氣體擴(kuò)散層的價值是“承上啟下”——連接流場與催化層，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。

GDL 的優(yōu)勢本質(zhì) ——“多功能集成的橋梁”氣體擴(kuò)散層的所有優(yōu)勢，本質(zhì)是其實(shí)現(xiàn)了 “傳質(zhì)（氣體 / 液體）、導(dǎo)電、支撐、耐環(huán)境四大功能的集成”：它既是氣體從流道到催化層的 “傳輸管道”，也是電子從催化層到雙極板的 “導(dǎo)電導(dǎo)線”，還是維持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與壽命的 “支撐骨架”。沒有 GDL，燃料電池、高效電解水等電化學(xué)系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn) “高效、穩(wěn)定、長壽命” 運(yùn)行，其性能會倒退至 “實(shí)驗(yàn)室演示級別”，無法滿足商業(yè)化應(yīng)用（如汽車、儲能）的需求。擁有碳纖維表面上漿劑、可控分散/凝聚、粘結(jié)劑的自主知識產(chǎn)權(quán)，可制備出超薄(6g/㎡)分散均勻的碳纖維原紙。

電解水制氫裝置在質(zhì)子交換膜電解槽（PEM電解槽，高效制氫技術(shù)）中，碳紙同樣作為多孔電極基材，用于陽極（氧氣側(cè)）和陰極（氫氣側(cè)）：陰極側(cè)：支撐鉑基催化劑，傳導(dǎo)電子并輸送水分子，同時排出生成的氫氣；陽極側(cè)：需耐受酸性環(huán)境（pH≈1）和高氧化電位（1.5-2.0V），碳紙的化學(xué)穩(wěn)定性可避免腐蝕，其多孔結(jié)構(gòu)還能減少氧氣生成時的“氣泡阻塞”問題。隨著“綠氫”產(chǎn)業(yè)（利用可再生能源制氫）的發(fā)展，PEM電解槽需求增長，帶動碳紙用量提升。碳紙輕量化與薄型化特性。江西AEM制氫用碳紙?jiān)趺礃?/p>

電解水制氫用GDL，氣體擴(kuò)散層！碳紙！空冷電堆用碳紙制造

優(yōu)勢4：提升系統(tǒng)“性能上限”與“運(yùn)行穩(wěn)定性”GDL的設(shè)計優(yōu)化能直接推動電化學(xué)系統(tǒng)的性能突破，具體體現(xiàn)在：提升功率密度：氣體傳質(zhì)與低電阻導(dǎo)電，能讓催化層的活性位點(diǎn)充分利用，減少“傳質(zhì)限制”與“歐姆限制”——例如，GDL可使PEMFC的峰值功率密度提升20%-30%（從0.8W/cm2提升至1.0W/cm2以上），滿足汽車、無人機(jī)等對高功率的需求。降低運(yùn)行波動：GDL的梯度孔徑與疏水調(diào)控，能避免“水淹”或“膜干”（氣體過量導(dǎo)致膜濕度不足、質(zhì)子傳導(dǎo)受阻）兩種極端工況，讓燃料電池在不同負(fù)載（如汽車加速、怠速）下，輸出電壓波動?。妷悍€(wěn)定性±5%以內(nèi)），提升系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。空冷電堆用碳紙制造

國科領(lǐng)纖新材料（常州）有限公司在同行業(yè)領(lǐng)域中，一直處在一個不斷銳意進(jìn)取，不斷制造創(chuàng)新的市場高度，多年以來致力于發(fā)展富有創(chuàng)新價值理念的產(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，成績讓我們喜悅，但不會讓我們止步，殘酷的市場磨煉了我們堅(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，我們不會因?yàn)槿〉昧艘稽c(diǎn)點(diǎn)成績而沾沾自喜，相反的是面對競爭越來越激烈的市場氛圍，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)，以一個更嶄新的精神面貌迎接大家，共同走向輝煌回來！