重慶膜電極用碳紙?jiān)谧龅墓?/h1>

來源： 發(fā)布時(shí)間：2025-11-28

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(shí)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(shí)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。碳紙也可根據(jù)場景需求適配其他類型燃料電池，比如堿性燃料電池（AFC）與直接甲醇燃料電池（DMFC）。重慶膜電極用碳紙?jiān)谧龅墓?/p>

碳紙

生產(chǎn)加工成本：占總成本25%-40%（技術(shù)壁壘）碳紙的生產(chǎn)需經(jīng)過“成紙-預(yù)氧化-碳化-石墨化”等多道高溫、高精度工序，設(shè)備費(fèi)用大、能耗高、生產(chǎn)周期長，是成本的重要組成部分：1.基材成型階段（占加工成本15%-25%）將碳纖維與粘結(jié)劑混合，制成均勻的紙狀基材，成本來自：設(shè)備成本：需使用“高精度濕法成型機(jī)”（避免纖維團(tuán)聚）、“定量注意裝置”（確保碳紙厚度均勻，誤差＜5μm），單臺設(shè)備約500-2000萬元，折舊成本高；人工與能耗：成型過程需嚴(yán)格注意濕度（40%-60%）、溫度（25-30℃），車間潔凈度要求達(dá)萬級，空調(diào)與潔凈系統(tǒng)能耗約占該階段能耗的60%。山西空冷電堆用碳紙制造擁有研發(fā)體系和研發(fā)隊(duì)伍！

由于碳紙是燃料電池的“功能件”，其質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)極為嚴(yán)苛，進(jìn)一步增加了工藝復(fù)雜度：微觀結(jié)構(gòu)：需用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察孔隙分布，要求孔徑均勻（5-20μm），無明顯團(tuán)聚或裂紋；電學(xué)性能：體積電阻率需＜10mΩ?cm（石墨化后），且不同區(qū)域電阻率偏差＜5%；機(jī)械性能：抗折強(qiáng)度需＞5MPa，拉伸強(qiáng)度需＞15MPa，避免在燃料電池組裝（螺栓緊固）時(shí)破損；疏水性能：水接觸角需＞110°（確保電解液不滲透）。綜上，碳紙的制備是“精細(xì)化工+高溫材料+精密機(jī)械”的綜合過程，每個(gè)步驟都需攻克材料兼容性、工藝穩(wěn)定性、性能平衡性等難題，因此其工藝流程具有復(fù)雜性，也是過去我國長期依賴進(jìn)口的原因之一（截至2024年5月，國內(nèi)少數(shù)企業(yè)實(shí)現(xiàn)高品級碳紙量產(chǎn)，國產(chǎn)化率仍不足30%）。

國科領(lǐng)纖新材料（常州）有限公司正式發(fā)布空冷電堆GDL新品！不僅解決了行業(yè)痛點(diǎn)，更以超越標(biāo)準(zhǔn)的性能，為全球氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)提供了“方案”。三大優(yōu)勢，重新定義空冷電堆材料標(biāo)準(zhǔn)1??攻克空冷難題：讓“水氣傳輸”更順暢傳統(tǒng)空冷電堆常面臨“水淹”或“膜脫水”問題，就像“堵車”和“斷流”同時(shí)發(fā)生。國科領(lǐng)纖通過優(yōu)化孔結(jié)構(gòu)分布，為水氣打造了“階梯式智能通道”——既避免水分堆積，又防止膜電極“口渴”，從根源解決了結(jié)構(gòu)塌陷。2??性能領(lǐng)跑：高電流下穩(wěn)如“定海神針”搭載該GDL的膜電極在2000mA/cm2高電流密度下，電壓波動幅度低至5%，穩(wěn)定性遠(yuǎn)超同類產(chǎn)品，為高功率空冷電堆提供材料。這意味著，風(fēng)冷燃料電池可達(dá)到水冷的性能，兩輪車、無人機(jī)電源設(shè)備更耐用、更可靠！3??全場景適配：覆蓋空冷電堆主流需求已定型空冷封閉陰極、開放陰極電堆款，覆蓋空冷燃料電池主流應(yīng)用場景，加速產(chǎn)業(yè)化落地。覆蓋無人機(jī)、兩輪車等主流應(yīng)用場景。無需反復(fù)調(diào)試，助力企業(yè)加速產(chǎn)業(yè)化落地。碳紙以多孔結(jié)構(gòu)解決 “傳質(zhì)” 問題，以高導(dǎo)電 / 耐腐 “功能可靠”，以輕量化 / 低成本支撐 “產(chǎn)業(yè)化落地”。

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（如陽離子表面活性劑），但分散劑過量會影響后續(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均勻（爐內(nèi)溫差需＜5℃），否則會導(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）和高功率石墨化設(shè)備，單噸碳纖維價(jià)格超10萬元，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）又會導(dǎo)致性能下降，形成技術(shù)瓶頸。碳紙優(yōu)異的導(dǎo)電性與導(dǎo)熱性。重慶膜電極用碳紙?jiān)谧龅墓?/p>

碳紙高孔隙率 + 連通性。重慶膜電極用碳紙?jiān)谧龅墓?/p>

國科領(lǐng)纖于2023年在江蘇常州武進(jìn)區(qū)成立，聚焦氫燃料電池關(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，旨在打破國外壟斷、實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵材料國產(chǎn)自主，國科領(lǐng)纖也是目前國內(nèi)具備從連續(xù)纖維處理、碳原紙生產(chǎn)、碳紙生產(chǎn)全流程技術(shù)、批量化生產(chǎn)的團(tuán)隊(duì)。創(chuàng)始人為吳剛平博士，其帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)成員均來自于國內(nèi)從事氫燃料電池碳紙研究單位——中科院山西煤炭化學(xué)研究所。吳剛平博士從該所畢業(yè)后，即從事碳纖維應(yīng)用基礎(chǔ)、工程化、燃料電池氣體擴(kuò)散層用碳紙研究，至今已有二十余年，具備扎實(shí)的科學(xué)研究基礎(chǔ)和豐富的工程化經(jīng)驗(yàn)?！澳壳?，國內(nèi)氫燃料電池用碳紙的產(chǎn)業(yè)化制備關(guān)鍵材料還處于被國外供應(yīng)商壟斷狀態(tài)，生產(chǎn)依賴進(jìn)口原材料二次加工，其價(jià)格及產(chǎn)量受原材料制約較大，性價(jià)比低。有限的產(chǎn)量不足以支撐我國燃料電池產(chǎn)業(yè)激增的市場需求，一定程度上阻礙了國內(nèi)氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)自主發(fā)展。”吳剛平博士表示。重慶膜電極用碳紙?jiān)谧龅墓?/p>

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(gè)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(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(gè)更嶄新的精神面貌迎接大家，共同走向輝煌回來！

標(biāo)簽： 碳紙 氣體擴(kuò)散層 GDL

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