作為氣體擴散層的基材,碳紙的制備,除了準備原料、打漿抄紙、浸漬、固化這些步驟,還需碳化、石墨化處理。而氣體擴散層的制備一般稱為抄紙制程,在制程中還必須改善碳紙原料特性、導電性以及化學安定性。其方法為以碳纖維紙為基礎再添加碳復合材料混合后熱處理,其制程中還可以添加適當的中間原料并配合使用的特性研發出相同的碳紙。方法為以碳纖維紙為基礎再添加碳復合材料混合后熱處理,其制程中還可以添加適當的中間原料并配合使用的特性研發出相同的碳紙。碳紙在造紙階段前必須先將連續長絲纖維切斷成為3~12mm之間的短纖維段,組成短纖維段后的制程依序分為1.抄紙,2.含浸復合樹脂,3.熱壓成形,4.碳化處理以及5.石墨化處理。復雜的工藝決定了碳紙是當前制約我國氫燃料電池領域發展的基礎材料,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,我國至今未能實現量產碳紙。目前可應用在燃料電池氣體擴散層的碳紙生產廠商有TORAY、SGL、Ballard、Avcarb、中國臺灣碳能等公司。因此,碳紙也被稱之為燃料電池材料國產化的“一個壁壘”。制氫PEM;AEM碳紙,1.全流程產線制氫碳紙一致性。云南電解水制氫用GDL
對新材料企業而言,“品質” 是立足市場的根本,“標準” 則是品質的基石。國科領纖新材料迎來重要里程碑 ——正式通過 IATF 16949 汽車行業質量管理體系認證與 ISO 9001 質量管理體系認證!這不僅是對我們產品質量、管理水平的認可,更標志著公司在合規化、標準化發展道路上邁出關鍵一步,能為全球客戶提供可靠新材料解決方案。更值得關注的是,本次 IATF 16949 認證覆蓋 “氫燃料電池用碳紙和氣體擴散層(GDL)的設計與生產”,這標志著我們的產品已完全符合汽車行業嚴苛標準,為服務全球氫燃料電池及新能源汽車客戶筑牢了品質根基。貴州膜電極用GDL有哪些GDL熱管理輔助:平衡反應溫度,避免局部過熱。

碳紙國產自主的重要性已無須多言,其生產技術極大程度上決定了產業化進程。在吳剛平博士的帶領下,國科領纖現已打通從碳原紙到氣體擴散層環節的工藝,并攻克了碳紙粘結劑配方與適用性工藝設備,實現了碳紙“點焊接,強粘結”,獲得了專利授權,可為高質量碳紙制備提供技術基礎,同時儲備了下一代工藝,有望實現進一步降本50%。此外,國科領纖擁有強大的設備設計能力,能夠自主設計原紙抄造試驗線、浸膠固化試驗線等設備,為高質量碳紙制備提供硬件基礎;還開發了多項碳紙制備行業技術,可解決碳紙制備過程材料均一性、批次穩定性的問題。數十年磨一劍,技術突圍從來都不是一蹴而就的,尤其是關鍵技術的基礎研究,吳剛平博士的專注與執著不可或缺。在市場放棄氫能戰略的時候,碳紙的基礎研究無疑是一個需要長期坐冷板凳的事業。年復一年,日復一日,他仍保持著高度的專注,非功利化、長期且持續地進行基礎研究和中試試驗,不斷積累經驗,實現了關鍵技術從0到1的突破。
由于碳紙是燃料電池的“功能件”,其質量檢測標準極為嚴苛,進一步增加了工藝復雜度:微觀結構:需用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察孔隙分布,要求孔徑均勻(5-20μm),無明顯團聚或裂紋;電學性能:體積電阻率需<10mΩ?cm(石墨化后),且不同區域電阻率偏差<5%;機械性能:抗折強度需>5MPa,拉伸強度需>15MPa,避免在燃料電池組裝(螺栓緊固)時破損;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“精細化工+高溫材料+精密機械”的綜合過程,每個步驟都需攻克材料兼容性、工藝穩定性、性能平衡性等難題,因此其工藝流程具有復雜性,也是過去我國長期依賴進口的原因之一(截至2024年5月,國內少數企業實現高品級碳紙量產,國產化率仍不足30%)。AEM、PEM用GDL,氣體擴散層!

檢測成本(占該模塊成本30%-40%)碳紙需全項檢測,確保性能一致性,檢測項目與成本包括:性能檢測:導電性(四探針電阻儀,單臺約50萬元)、孔隙率(壓汞儀,單臺約200萬元)、耐腐蝕性(電化學工作站,單臺約100萬元),每批次抽樣檢測率需達10%以上;可靠性測試:如燃料電池碳紙需進行“1000次干濕循環測試”“5000次彎曲測試”,測試周期長(約1-2周),且需模擬環境設備(約500-1000萬元);品控損耗:碳紙的成品率較低(如燃料電池級碳紙成品率約60%-80%),不合格品需報廢,進一步推高單位成本。GDL及時排出反應生成水,防止 “水淹堵路”。云南電解水制氫用GDL
支撐層:在復合電極設計中,碳紙可作為基底負載催化劑或活性物質,增強機械強度。云南電解水制氫用GDL
氫燃料電池(主要應用)在質子交換膜燃料電池(PEMFC,氫燃料電池的主流技術路線)中,碳紙是氣體擴散層(GDL)的基材,位于“膜電極(MEA)”與“雙極板”之間,是燃料電池發電的“關鍵橋梁”,具體功能包括:氣體傳輸:多孔結構(孔隙率30%-50%)可均勻分配氫氣/氧氣到膜電極表面,確保反應氣體充分接觸催化劑;電子傳導:高導電性(體積電阻率<10mΩ?cm)可將反應產生的電子傳導至雙極板,形成外部電流;水管理:經聚四氟乙烯(PTFE)疏水處理后,可排出反應生成的水(避免電解液“水淹”催化劑),同時防止電解液滲透;散熱與支撐:良好的導熱性可帶走反應熱量,避免局部過熱;機械強度可支撐膜電極,防止組裝時破損。目前,車用氫燃料電池(如豐田M、國內比亞迪氫能車)、便攜式燃料電池(如無人機、應急電源)均依賴高品級碳紙,且對碳紙的“薄型化(厚度0.1-0.2mm)、低電阻率、高抗折性”要求極高。云南電解水制氫用GDL
國科領纖新材料(常州)有限公司是一家有著先進的發展理念,先進的管理經驗,在發展過程中不斷完善自己,要求自己,不斷創新,時刻準備著迎接更多挑戰的活力公司,在江蘇省等地區的紙業中匯聚了大量的人脈以及**,在業界也收獲了很多良好的評價,這些都源自于自身的努力和大家共同進步的結果,這些評價對我們而言是比較好的前進動力,也促使我們在以后的道路上保持奮發圖強、一往無前的進取創新精神,努力把公司發展戰略推向一個新高度,在全體員工共同努力之下,全力拼搏將共同國科領纖新材料供應和您一起攜手走向更好的未來,創造更有價值的產品,我們將以更好的狀態,更認真的態度,更飽滿的精力去創造,去拼搏,去努力,讓我們一起更好更快的成長!