河南电解水制氢用气体扩散层

作为未来清洁能源市场的重要一极，氢燃料电池的产业化技术必须实现国产可控，而气体扩散层、催化剂、交换膜是氢燃料电池和PEM电解槽的关键零部件，作为业内公认的三大“卡脖子”材料，催化剂和交换膜已陆续实现国产自主。气体扩散层（GDL）是燃料电池重要组件之一，其主要作用在于：催化剂的载体支撑电机结构导电作用均匀扩散气体的作用扩散层输水作用。燃料电池GDL要求：均匀的多孔质结构，透气性能好电阻率低，电子传导能力强结构紧密且表面平整，减小接触电阻，提高导电性能具有一定的机械强度，适当的刚性与柔性，利于电极的制作，提供长期操作条件下电极结构的稳定性适当的亲水/憎水平衡，防止过多的水分阻塞孔隙而导致气体透过性能下降具有较好的化学稳定性和热稳定性。正是由于对气体扩散层用材料的严苛要求，碳纤维纸以其质量轻、表面平整、耐腐蚀、孔隙均匀且强度高，厚度可根据使用要求调整，适合耐久性燃料电池使用，成为GDL的可选材料。 电解水制氢用GDL，气体扩散层！河南电解水制氢用气体扩散层

原材料与结构：通常以短切碳纤维为原料，基质为天然纸浆或合成纸浆，辅以黏合剂和填料，经抄纸工艺制造而成。生产工艺：主要有湿法工艺和干法工艺。湿法工艺以水为介质，将短切碳纤维均匀分散在水中，利用抄纸机真空过滤制备原纸，再经树脂浸渍、热压固化和碳化石墨化等过程制成，产品均匀性和致密性好。干法工艺以空气为介质，采用气流成网工艺加工成原纸，并经涂胶、干燥、碳化等后道工艺加工制备而成，其碳纤维含量高，产品强度高。 河南电解水制氢用气体扩散层疏水性碳纸适合水管理场景:如电解水制氢、某些燃料电池阴极，需排出液态水。

1.基体纤维（占原材料成本70%-80%）碳纸的“骨架”由碳纤维制成，其品质直接决定碳纸的性能，也是成本差异的关键：场景（如燃料电池GDL）：需使用聚丙烯腈基（PAN基）高模碳纤维（如日本东丽T700、国内中简科技ZT700），这类碳纤维纯度高（碳含量＞95%）、直径细（5-7μm）、强度高（拉伸强度＞4.9GPa），但价格昂贵——截至2024年5月，工业级PAN基碳纤维单价约200-500元/公斤，而用于碳纸的“超细旦、高纯度”规格单价可达800-1500元/公斤。中低端场景（如普通过滤）：可使用沥青基碳纤维或粘胶基碳纤维，价格较低（约50-200元/公斤），但性能（如导电性、耐腐蚀性）较差。2.粘结剂（占原材料成本10%-20%）用于将碳纤维粘结成纸状基材，需具备“高温碳化后不残留杂质、与碳纤维相容性好”的特性，常用材料为：酚醛树脂、环氧树脂：主流选择，需使用高纯度（杂质含量＜0.1%）的特种树脂，避免碳化后引入金属离子（影响导电性），单价约150-300元/公斤；聚酰亚胺（PI）：用于碳纸（如耐2000℃以上高温场景），粘结强度更高、碳化后碳残留率高，但单价可达800-1200元/公斤，进一步推高成本。

氢燃料电池领域：碳纸是氢燃料电池中气体扩散层的关键材料，可为氢能汽车、船舶、无人机等提供支撑材料和应用解决方案。例如，在氢能汽车中，碳纸能够起到支撑催化剂、传导电子、排水和气体扩散的作用，有助于提高燃料电池的性能，车辆的动力输出。液流电池领域：国科领纤的碳纸产品可应用于液流电池，如钒液流电池等。在液流电池中，碳纸可作为电解液传输通道和电子绝缘屏障，能够传输电解液，同时避免正负极电解液混合，保证电池的正常运行。PEM电解水制氢领域：在质子交换膜电解水制氢（PEMWE）中，碳纸分别用于阳极和阴极，可传输反应物和产物，同时起到导电和支撑催化层的作用。国科领纤的碳纸产品能够适配PEM电解水制氢系统的要求，有助于提高电解效率。分布式发电与备用电源领域：碳纸产品可用于家庭、数据中心、通信基站等的小型燃料电池发电系统，作为关键材料，发电系统稳定的气体传输与水管理能力，确保持续供电。 在燃料电池工作中GDL起着传输反应介质、排出电化学产物、热和电传导的作用。

国科领纤：突破关键材料“卡脖子”难题国科领纤成立于2023年，自成立以来便专注于氢燃料电池关键材料碳纸及相关“卡脖子”材料的技术攻关和产业化。在本次展会上，国科领纤充分展示了其在碳纸及碳复合材料生产方面的技术实力。目前，我国氢燃料电池基础原材料在一定程度上依赖进口，碳纸及气体扩散层便是其中关键一环。国科领纤迎难而上，全力投入研发，致力于打破国外垄断。生产总监表示，公司研制的产品已在技术层面取得重大突破，有望在半年内推动量产。这一成果对于我国氢燃料电池汽车产业而言意义非凡，将有效降低产业成本，提升供应链的稳定性与自主性。气体扩散层疏水改性 —— 避免 “水淹” 阻断气体通道。河南电解水制氢用气体扩散层

气体扩散层与电子 / 热传输的兼容性。河南电解水制氢用气体扩散层

国科领纤从流程、团队、技术三方面下足了功夫：流程上：把标准“嵌”进全链条我们重新梳理了氢燃料电池用碳纸、GDL的研发与生产流程：从原材料选型的“合规性审核”，到生产过程中“关键工艺参数的实时监控”，再到成品出厂前“多维度性能检测（如透气性、耐腐蚀性）”，每一步都明确标准、留存记录，确保“任何环节出问题都能追溯、可改进”。团队上：让品质意识“深入人心”全员参与IATF16949与ISO9001标准培训，从研发工程师到生产员工，再到质检人员，都要掌握“汽车级品质要求”：比如生产GDL时如何使得孔结构的一致性，质检时如何检测材料的稳定性，让“按标准做事、为品质负责”成为每个岗位的共识。技术上：以创新“撑”起高标准结合国科领纤在氢燃料电池材料领域的技术积累（如空冷电堆GDL的孔结构优化技术），我们将“标准要求”与“技术创新”深度绑定。比如针对汽车级GDL的“高稳定性”需求，通过改进碳纤维编织工艺与涂层技术，让产品在长期使用中不易塌陷、电压波动更小——这既是技术突破，也是对认证标准的落地。河南电解水制氢用气体扩散层

国科领纤新材料（常州）有限公司是一家有着先进的发展理念，先进的管理经验，在发展过程中不断完善自己，要求自己，不断创新，时刻准备着迎接更多挑战的活力公司，在江苏省等地区的纸业中汇聚了大量的人脉以及**，在业界也收获了很多良好的评价，这些都源自于自身的努力和大家共同进步的结果，这些评价对我们而言是比较好的前进动力，也促使我们在以后的道路上保持奋发图强、一往无前的进取创新精神，努力把公司发展战略推向一个新高度，在全体员工共同努力之下，全力拼搏将共同国科领纤新材料供应和您一起携手走向更好的未来，创造更有价值的产品，我们将以更好的状态，更认真的态度，更饱满的精力去创造，去拼搏，去努力，让我们一起更好更快的成长！