截至2024年5月，碳紙（尤其是燃料電池級）的成本較高（約200-300元/㎡），制約其大規(guī)模應用，行業(yè)主要通過以下方向降本：原材料“低成本PAN基碳纖維”（如回收碳纖維再生利用）、“生物基粘結(jié)劑”（如木質(zhì)素樹脂，成本降低30%-50%）；工藝優(yōu)化：采用“連續(xù)式石墨化爐”縮短生產(chǎn)周期（從5天降至1天）、“惰性氣體循環(huán)利用系統(tǒng)”減少氣體消耗（降低20%-30%）；規(guī)模化生產(chǎn)：當產(chǎn)能從10萬㎡/年提升至100萬㎡/年時，單位加工成本可降低30%-40%（攤薄設備折舊與固定成本）；檢測效率提升：開發(fā)“在線實時檢測系統(tǒng)”（如原位電阻監(jiān)測），替代離線抽樣檢測，縮短檢測周期并降低品控損耗。綜上，碳紙的成本由“高純度原材料”和“高溫高精度加工”決定，場景的性能要求進一步放大了這些成本因素，而規(guī)模化、技術迭代是未來降低成本的關鍵路徑。功能：導電，排水，機械支撐，熱傳導，氣體擴散。四川PEM制氫用氣體擴散層生產(chǎn)廠家

國科領纖，聚焦氫燃料電池關鍵材料碳紙及相關材料的技術攻關和產(chǎn)業(yè)化，致力于實現(xiàn)關鍵材料國產(chǎn)化。創(chuàng)始人吳剛平博士從事碳纖維應用基礎、工程化、燃料電池氣體擴散層用碳紙研究，至今已有二十余年，國科領纖也是目前國內(nèi)具備連續(xù)纖維處理、碳原紙生產(chǎn)、碳紙生產(chǎn)全流程技術及批量化生產(chǎn)能力的團隊。氣體擴散層、催化劑、交換膜是氫燃料電池和PEM電解槽的三大關鍵零部件。目前，催化劑和交換膜已陸續(xù)實現(xiàn)國產(chǎn)自主，而碳紙作為氣體擴散層的基材，是制約我國氫燃料電池領域發(fā)展的基礎材料。受制于碳纖維、碳纖維原紙、石墨化和后處理等復雜工藝及裝備，我國至今未能實現(xiàn)碳紙量產(chǎn)，國內(nèi)氫燃料電池用碳紙的產(chǎn)業(yè)化制備關鍵材料仍然由國外供應商所主導。因此，碳紙也被稱之為燃料電池材料國產(chǎn)化的“一個壁壘”。遼寧膜電極用氣體擴散層在做的公司疏水性碳紙?zhí)匦?高吸水能力:促進水分滲透和分布，避免局部干燥。

國科領纖：突破關鍵材料“卡脖子”難題國科領纖成立于2023年，自成立以來便專注于氫燃料電池關鍵材料碳紙及相關“卡脖子”材料的技術攻關和產(chǎn)業(yè)化。在本次展會上，國科領纖充分展示了其在碳紙及碳復合材料生產(chǎn)方面的技術實力。目前，我國氫燃料電池基礎原材料在一定程度上依賴進口，碳紙及氣體擴散層便是其中關鍵一環(huán)。國科領纖迎難而上，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，提升供應鏈的穩(wěn)定性與自主性。

在質(zhì)子交換膜燃料電池中，需同時實現(xiàn)“保水”與“排水”：保水：維持質(zhì)子交換膜的濕潤狀態(tài)，保證質(zhì)子傳導效率；排水：排出催化層生成的液態(tài)水，避免堵塞氣體通道導致“缺氣”。實現(xiàn)方式：通過PTFE（聚四氟乙烯）疏水涂層調(diào)控親疏水性，結(jié)合多孔結(jié)構(gòu)的毛細作用，平衡水的留存與排出。穩(wěn)定的力學性能需耐受電池組裝時的夾緊壓力（通常0.5-2MPa）、長期運行中的溫度/濕度循環(huán)變化，避免變形、破損或分層，確保組件結(jié)構(gòu)完整性。關鍵指標：拉伸強度（炭紙縱向一般＞15MPa）、彎曲強度、耐疲勞性，需在干濕交替、冷熱循環(huán)下保持力學穩(wěn)定性。電解水制氫用GDL，氣體擴散層！

后處理與檢測成本：占總成本 10%-20%（保障性能一致性）碳紙需經(jīng)過后處理優(yōu)化性能，并通過嚴格檢測確保符合應用標準，尤其場景對檢測精度要求極高：1. 后處理工序（占該模塊成本 60%-70%）疏水處理：將 PTFE 乳液涂覆在碳紙表面，經(jīng) 300-400℃燒結(jié)固化，需使用 “精密噴涂設備”（確保涂層均勻度＜3%），PTFE 損耗率約 10%-15%；表面改性：如涂覆催化劑載體（如碳黑）、刻蝕多孔結(jié)構(gòu)（提升比表面積），需使用 “等離子刻蝕機” 或 “真空噴涂機”，設備投資約1000-3000 萬元；裁剪與成型：根據(jù)下游需求（如燃料電池極板尺寸）裁剪成特定形狀，需使用 “激光切割機”（避免機械裁剪導致邊緣破損），加工精度要求 ±0.1mm。氣體擴散層保護膜電極，維持電池 “組裝穩(wěn)定性”。四川PEM制氫用氣體擴散層生產(chǎn)廠家

疏水性碳紙適合水管理場景:如電解水制氫、某些燃料電池陰極，需排出液態(tài)水。四川PEM制氫用氣體擴散層生產(chǎn)廠家

生產(chǎn)加工成本：占總成本25%-40%（技術壁壘）碳紙的生產(chǎn)需經(jīng)過“成紙-預氧化-碳化-石墨化”等多道高溫、高精度工序，設備費用大、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：設備成本：需使用“高精度濕法成型機”（避免纖維團聚）、“定量注意裝置”（確保碳紙厚度均勻，誤差＜5μm），單臺設備約500-2000萬元，折舊成本高；人工與能耗：成型過程需嚴格注意濕度（40%-60%）、溫度（25-30℃），車間潔凈度要求達萬級，空調(diào)與潔凈系統(tǒng)能耗約占該階段能耗的60%。四川PEM制氫用氣體擴散層生產(chǎn)廠家

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