由于碳紙是燃料電池的“功能件”，其質(zhì)量檢測(cè)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(wú)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(guò)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(guò)去我國(guó)長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的原因之一（截至2024年5月，國(guó)內(nèi)少數(shù)企業(yè)實(shí)現(xiàn)高品級(jí)碳紙量產(chǎn)，國(guó)產(chǎn)化率仍不足30%）。擁有過(guò)硬、經(jīng)驗(yàn)豐富的團(tuán)隊(duì)，完備的基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)、器件組裝，響應(yīng)市場(chǎng)需求，產(chǎn)品持續(xù)迭代。湖北空冷電堆用碳紙制造

作為未來(lái)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(guò)多的水分阻塞孔隙而導(dǎo)致氣體透過(guò)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。廣東電解水制氫用碳紙?jiān)谧龅墓咎技埜邫C(jī)械強(qiáng)度與抗壓縮性。

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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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。

碳紙的生產(chǎn)成本結(jié)構(gòu)與其 “高技術(shù)壁壘、多環(huán)節(jié)工藝、高純度原料” 的特性直接相關(guān)，可拆解為原材料成本、生產(chǎn)加工成本、后處理與檢測(cè)成本三大模塊，其中原材料和關(guān)鍵加工環(huán)節(jié)是成本占比部分。不同應(yīng)用場(chǎng)景（如氫燃料電池用碳紙 vs 普通工業(yè)用碳紙）的成本構(gòu)成差異較大，以下以應(yīng)用廣、技術(shù)要求的 “燃料電池級(jí)碳紙” 為例，詳細(xì)分析其成本構(gòu)成：一、原材料成本：占總成本 40%-60%（驅(qū)動(dòng)因素）碳紙的原材料決定了其基礎(chǔ)性能（如導(dǎo)電性、機(jī)械強(qiáng)度，主要括基體纖維、粘結(jié)劑、功能改性劑三類：相比脆弱的質(zhì)子交換膜和催化層，碳紙具有更高的抗撕裂強(qiáng)度（通常 > 10 N/cm）和抗彎強(qiáng)度。

國(guó)科領(lǐng)纖：突破關(guān)鍵材料“卡脖子”難題國(guó)科領(lǐng)纖成立于2023年，自成立以來(lái)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(huì)上，國(guó)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(guó)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(guó)科領(lǐng)纖迎難而上，全力投入研發(fā)，致力于打破國(guó)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(dòng)量產(chǎn)。這一成果對(duì)于我國(guó)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。氫燃料電池用GDL，氣體擴(kuò)散層！碳紙！廣東電解水制氫用碳紙?jiān)谧龅墓?/p>

疏水性碳紙強(qiáng)拒水性:保持孔隙通暢，防止水淹電極氣體擴(kuò)散優(yōu)化:確保反應(yīng)氣體傳輸。湖北空冷電堆用碳紙制造

氫燃料電池領(lǐng)域：碳紙是氫燃料電池中氣體擴(kuò)散層的關(guān)鍵材料，可為氫能汽車、船舶、無(wú)人機(jī)等提供支撐材料和應(yīng)用解決方案。例如，在氫能汽車中，碳紙能夠起到支撐催化劑、傳導(dǎo)電子、排水和氣體擴(kuò)散的作用，有助于提高燃料電池的性能，車輛的動(dòng)力輸出。液流電池領(lǐng)域：國(guó)科領(lǐng)纖的碳紙產(chǎn)品可應(yīng)用于液流電池，如釩液流電池等。在液流電池中，碳紙可作為電解液傳輸通道和電子絕緣屏障，能夠傳輸電解液，同時(shí)避免正負(fù)極電解液混合，保證電池的正常運(yùn)行。PEM 電解水制氫領(lǐng)域：在質(zhì)子交換膜電解水制氫（PEMWE）中，碳紙分別用于陽(yáng)極和陰極，可傳輸反應(yīng)物和產(chǎn)物，同時(shí)起到導(dǎo)電和支撐催化層的作用。國(guó)科領(lǐng)纖的碳紙產(chǎn)品能夠適配 PEM 電解水制氫系統(tǒng)的要求，有助于提高電解效率。分布式發(fā)電與備用電源領(lǐng)域：碳紙產(chǎn)品可用于家庭、數(shù)據(jù)中心、通信基站等的小型燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，作為關(guān)鍵材料，發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定的氣體傳輸與水管理能力，確保持續(xù)供電。湖北空冷電堆用碳紙制造

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(lái)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(wú)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(lái)，回首過(guò)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(lái)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(lái)！