碳紙的生產成本結構與其 “高技術壁壘、多環節工藝、高純度原料” 的特性直接相關，可拆解為原材料成本、生產加工成本、后處理與檢測成本三大模塊，其中原材料和關鍵加工環節是成本占比部分。不同應用場景（如氫燃料電池用碳紙 vs 普通工業用碳紙）的成本構成差異較大，以下以應用廣、技術要求的 “燃料電池級碳紙” 為例，詳細分析其成本構成：一、原材料成本：占總成本 40%-60%（驅動因素）碳紙的原材料決定了其基礎性能（如導電性、機械強度，主要括基體纖維、粘結劑、功能改性劑三類：碳紙以多孔結構解決 “傳質” 問題，以高導電 / 耐腐 “功能可靠”，以輕量化 / 低成本支撐 “產業化落地”。云南空冷電堆用碳紙在做的公司

國科領纖于2023年在江蘇常州武進區成立，聚焦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業化，旨在打破國外壟斷、實現關鍵材料國產自主，國科領纖也是目前國內具備從連續纖維處理、碳原紙生產、碳紙生產全流程技術、批量化生產的團隊。創始人為吳剛平博士，其帶領的團隊成員均來自于國內從事氫燃料電池碳紙研究單位——中科院山西煤炭化學研究所。吳剛平博士從該所畢業后，即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，具備扎實的科學研究基礎和豐富的工程化經驗。“目前，國內氫燃料電池用碳紙的產業化制備關鍵材料還處于被國外供應商壟斷狀態，生產依賴進口原材料二次加工，其價格及產量受原材料制約較大，性價比低。有限的產量不足以支撐我國燃料電池產業激增的市場需求，一定程度上阻礙了國內氫能和燃料電池產業國產自主發展。”吳剛平博士表示。云南空冷電堆用碳紙在做的公司碳紙使其成為燃料電池、電化學儲能、過濾等領域的材料，且短期內難以被其他材料替代。

氫燃料電池領域：碳紙是氫燃料電池中氣體擴散層的關鍵材料，可為氫能汽車、船舶、無人機等提供支撐材料和應用解決方案。例如，在氫能汽車中，碳紙能夠起到支撐催化劑、傳導電子、排水和氣體擴散的作用，有助于提高燃料電池的性能，車輛的動力輸出。液流電池領域：國科領纖的碳紙產品可應用于液流電池，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，同時避免正負極電解液混合，保證電池的正常運行。PEM 電解水制氫領域：在質子交換膜電解水制氫（PEMWE）中，碳紙分別用于陽極和陰極，可傳輸反應物和產物，同時起到導電和支撐催化層的作用。國科領纖的碳紙產品能夠適配 PEM 電解水制氫系統的要求，有助于提高電解效率。分布式發電與備用電源領域：碳紙產品可用于家庭、數據中心、通信基站等的小型燃料電池發電系統，作為關鍵材料，發電系統穩定的氣體傳輸與水管理能力，確保持續供電。

預氧化與碳化階段（占加工成本40%-50%）是碳紙“性能轉化”的環節，步驟：預氧化：在200-300℃空氣氛圍中，使粘結劑與碳纖維發生交聯反應，防止后續碳化時纖維斷裂，需使用“連續式熱風隧道爐”，升溫速率嚴格（5-10℃/min），單噸碳紙能耗約500-800kWh；碳化：在800-1200℃惰性氣體（氮氣/氬氣）氛圍中，去除原材料中的非碳元素（如H、O、N），使碳含量提升至90%以上，需使用“高溫管式爐”，惰性氣體消耗量大（單噸碳紙需氮氣約500-1000m3），能耗約1500-2500kWh/噸——碳化階段的能耗成本就占加工成本的30%以上。碳紙適配高要求場景，性能不可替代。

高效輸送氣體反應物：GDL具有高孔隙率（通常70%-85%）與貫通性孔隙結構，能讓氣體從雙極板流道快速、均勻地擴散至催化層——避免局部氣體供應不足導致的“反應死區”，確保催化層每一處活性位點都能接觸到足量反應物（如PEMFC中，H?需穿透GDL到達陽極催化層，O?到達陰極催化層）。對比無GDL的結構：氣體易在電極表面聚集形成“氣泡阻隔”，導致反應效率驟降。高效排出液態產物：以PEMFC陰極為例，反應會生成液態水（O?+2H??+2e?→H?O），若積水無法排出，會堵塞氣體通道（即“水淹”），直接中斷氣體供應。GDL通過疏水改性（如涂覆PTFE）與梯度孔徑設計，既能讓液態水在毛細力作用下快速流向雙極板流道排出，又能避免水膜完全覆蓋催化層（保留氣體接觸通道），實現“排水不堵氣”的平衡。抑制電解液“爬流”：在PEMFC中，質子交換膜（電解質）若因濕度變化或壓力差向GDL滲透過量，會填充GDL孔隙并覆蓋催化層，導致氣體無法接觸活性位點。GDL的微孔層（MPL，碳粉+PTFE涂層）能形成“物理屏障”，限制電解液過度滲透，同時維持膜的適度濕潤（保障質子傳導）。碳紙的基材（如聚丙烯腈基、瀝青基碳纖維）經高溫碳化（通常 1000-1500℃）后，碳纖維石墨化程度高。江西碳紙制造

碳紙保護膜電極，維持電池 “組裝穩定性”。云南空冷電堆用碳紙在做的公司

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”。云南空冷電堆用碳紙在做的公司

國科領纖新材料（常州）有限公司在同行業領域中，一直處在一個不斷銳意進取，不斷制造創新的市場高度，多年以來致力于發展富有創新價值理念的產品標準，在江蘇省等地區的紙業中始終保持良好的商業口碑，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強不屈的意志，和諧溫馨的工作環境，富有營養的公司土壤滋養著我們不斷開拓創新，勇于進取的無限潛力，國科領纖新材料供應攜手大家一起走向共同輝煌的未來，回首過去，我們不會因為取得了一點點成績而沾沾自喜，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，做好迎接新挑戰的準備，要不畏困難，激流勇進，以一個更嶄新的精神面貌迎接大家，共同走向輝煌回來！