碳紙國產(chǎn)自主的重要性已無須多言，其生產(chǎn)技術(shù)極大程度上決定了產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。在吳剛平博士的帶領(lǐng)下，國科領(lǐng)纖現(xiàn)已打通從碳原紙到氣體擴(kuò)散層環(huán)節(jié)的工藝，并攻克了碳紙粘結(jié)劑配方與適用性工藝設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了碳紙“點(diǎn)焊接，強(qiáng)粘結(jié)”，獲得了專利授權(quán)，可為高質(zhì)量碳紙制備提供技術(shù)基礎(chǔ)，同時(shí)儲(chǔ)備了下一代工藝，有望實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步降本50%。此外，國科領(lǐng)纖擁有強(qiáng)大的設(shè)備設(shè)計(jì)能力，能夠自主設(shè)計(jì)原紙抄造試驗(yàn)線、浸膠固化試驗(yàn)線等設(shè)備，為高質(zhì)量碳紙制備提供硬件基礎(chǔ)；還開發(fā)了多項(xiàng)碳紙制備行業(yè)技術(shù)，可解決碳紙制備過程材料均一性、批次穩(wěn)定性的問題。數(shù)十年磨一劍，技術(shù)突圍從來都不是一蹴而就的，尤其是關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)研究，吳剛平博士的專注與執(zhí)著不可或缺。在市場(chǎng)放棄氫能戰(zhàn)略的時(shí)候，碳紙的基礎(chǔ)研究無疑是一個(gè)需要長(zhǎng)期坐冷板凳的事業(yè)。年復(fù)一年，日復(fù)一日，他仍保持著高度的專注，非功利化、長(zhǎng)期且持續(xù)地進(jìn)行基礎(chǔ)研究和中試試驗(yàn)，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)從0到1的突破。GDL傳輸反應(yīng)氣體，確保催化層 “原料充足”。湖南水冷電堆用GDL生產(chǎn)廠家

1.基體纖維（占原材料成本70%-80%）碳紙的“骨架”由碳纖維制成，其品質(zhì)直接決定碳紙的性能，也是成本差異的關(guān)鍵：場(chǎng)景（如燃料電池GDL）：需使用聚丙烯腈基（PAN基）高模碳纖維（如日本東麗T700、國內(nèi)中簡(jiǎn)科技ZT700），這類碳纖維純度高（碳含量＞95%）、直徑細(xì)（5-7μm）、強(qiáng)度高（拉伸強(qiáng)度＞4.9GPa），但價(jià)格昂貴——截至2024年5月，工業(yè)級(jí)PAN基碳纖維單價(jià)約200-500元/公斤，而用于碳紙的“超細(xì)旦、高純度”規(guī)格單價(jià)可達(dá)800-1500元/公斤。中低端場(chǎng)景（如普通過濾）：可使用瀝青基碳纖維或粘膠基碳纖維，價(jià)格較低（約50-200元/公斤），但性能（如導(dǎo)電性、耐腐蝕性）較差。2.粘結(jié)劑（占原材料成本10%-20%）用于將碳纖維粘結(jié)成紙狀基材，需具備“高溫碳化后不殘留雜質(zhì)、與碳纖維相容性好”的特性，常用材料為：酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂：主流選擇，需使用高純度（雜質(zhì)含量＜0.1%）的特種樹脂，避免碳化后引入金屬離子（影響導(dǎo)電性），單價(jià)約150-300元/公斤；聚酰亞胺（PI）：用于碳紙（如耐2000℃以上高溫場(chǎng)景），粘結(jié)強(qiáng)度更高、碳化后碳?xì)埩袈矢?，但單價(jià)可達(dá)800-1200元/公斤，進(jìn)一步推高成本。山東電解水制氫用GDL碳纖維制備和表面改性的基礎(chǔ)研究、中試放大、工程化的研究經(jīng)歷，對(duì)碳材料的結(jié)構(gòu)、設(shè)備及工藝有深刻理解。

可制備面密度低至6a/m“的分散均勻的、超薄型的碳纖維原紙(該技術(shù)已獲專利授權(quán))為高質(zhì)量碳紙的制備提供了材料基礎(chǔ)。

通過改進(jìn)配方和工藝制備的碳紙，碳纖維與樹脂炭間界面結(jié)合良好，解決了碳紙材料的精細(xì)結(jié)構(gòu)問題。

氣體擴(kuò)散層包括疏水型和親水型，可根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景和用戶需求量身定制高通量、長(zhǎng)壽命、低成本的氣體擴(kuò)散層。

氣體擴(kuò)散層的價(jià)值是 “承上啟下”—— 連接流場(chǎng)與催化層，同步實(shí)現(xiàn)氣體傳輸、電子傳導(dǎo)、水管理三大功能，其性能的均衡性（如透氣與排水的平衡、導(dǎo)電與力學(xué)強(qiáng)度的平衡）直接決定了燃料電池等裝置的功率密度、壽命和穩(wěn)定性，是能源轉(zhuǎn)換設(shè)備產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵組件之一。

優(yōu)勢(shì)3：優(yōu)異的“環(huán)境耐受性”，延長(zhǎng)系統(tǒng)壽命電化學(xué)系統(tǒng)的工作環(huán)境往往存在“腐蝕性、氧化性、溫度波動(dòng)”等挑戰(zhàn)，GDL通過材料選擇與改性，具備極強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性：耐腐蝕性：GDL基材（碳纖維）本身化學(xué)惰性強(qiáng)，且表面通常經(jīng)過抗氧化涂層處理（如碳化硅、石墨涂層），能耐受PEMFC的酸性環(huán)境（H?）、陰極的強(qiáng)氧化性（O?在高電位下易產(chǎn)生氧化自由基），以及電解水裝置的堿性環(huán)境（OH?）——長(zhǎng)期使用（數(shù)千小時(shí)）無結(jié)構(gòu)降解或性能衰減，避免因GDL腐蝕導(dǎo)致的系統(tǒng)失效。耐溫與耐濕度循環(huán)：GDL能在寬溫度范圍（-40℃~200℃）內(nèi)保持物理性能穩(wěn)定，且纖維與涂層的熱膨脹系數(shù)匹配，不會(huì)因溫度驟變（如燃料電池冷啟動(dòng)-40℃→正常運(yùn)行80℃）產(chǎn)生開裂；同時(shí)，其疏水/親水結(jié)構(gòu)在濕度循環(huán)（低濕度→高濕度）中不會(huì)失效，始終維持傳質(zhì)效率。GDL協(xié)同作用：與電子 / 熱傳輸?shù)募嫒菪?。

國科領(lǐng)纖：突破關(guān)鍵材料“卡脖子”難題國科領(lǐng)纖成立于2023年，自成立以來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)。國科領(lǐng)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(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。GDL 是燃料電池的 “多功能樞紐”。山東電解水制氫用GDL

制氫PEM；AEM碳紙，針對(duì)PEM、AEM不用應(yīng)用場(chǎng)景可定制產(chǎn)品。湖南水冷電堆用GDL生產(chǎn)廠家

優(yōu)勢(shì)2：兼具“導(dǎo)電”與“機(jī)械支撐”，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定GDL不僅是“傳質(zhì)通道”，還是電化學(xué)系統(tǒng)的“導(dǎo)電骨架”與“結(jié)構(gòu)支撐體”，其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在兩點(diǎn)：低電阻電子傳導(dǎo)，減少能量損耗：GDL的基材（如碳紙、碳布）由高導(dǎo)電性的碳纖維制成，且經(jīng)過石墨化處理，體積電阻率通常＜10mΩ?cm——能連接催化層與雙極板，將反應(yīng)產(chǎn)生的電子（陽極）或所需電子（陰極）傳輸，降低“歐姆損耗”（電化學(xué)系統(tǒng)的主要能量損耗之一）。若用普通導(dǎo)電材料（如金屬網(wǎng)）替代：金屬易被電解液腐蝕（如PEMFC的酸性環(huán)境），且無法兼度顧傳質(zhì)需求，反而增加系統(tǒng)內(nèi)阻，機(jī)械支撐，耐受苛刻工況：燃料電池組裝時(shí)，需對(duì)電池堆施加1-3MPa的壓緊力（確保各層緊密接觸、降低接觸電阻）；運(yùn)行中還會(huì)經(jīng)歷溫度波動(dòng)（-40℃~80℃）與濕度變化。GDL的碳纖維骨架具有高抗壓強(qiáng)度與耐溫性，能在壓緊力下保持孔隙結(jié)構(gòu)不坍塌，同時(shí)支撐脆弱的催化層與質(zhì)子交換膜（避免膜被壓破或催化層脫落），電池堆長(zhǎng)期結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。湖南水冷電堆用GDL生產(chǎn)廠家

國科領(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)取的無限潛力，國科領(lǐng)纖新材料供應(yīng)攜手大家一起走向共同輝煌的未來，回首過去，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！