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”。擁有碳纖維表面上漿劑、可控分散/凝聚、粘結劑的自主知識產權,可制備出超薄(6g/㎡)分散均勻的碳纖維原紙。北京PEM制氫用GDL怎么樣
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。北京PEM制氫用GDL怎么樣GDL分散反應熱量,維持電池 “溫度穩定”。

氣體擴散層(GDL)是燃料電池(尤其是質子交換膜燃料電池 PEMFC)、電解水裝置等電化學系統的 “功能層”,其優勢完全圍繞 “解決電化學反應的多相傳質導電難題” 展開,直接決定了裝置的性能、穩定性與壽命。以下從傳質優化、導電支撐、環境適應、性能提升四大維度,詳細解析其優勢:一、優勢 1:調控 “多相傳質”,解決反應 “原料供應” 與 “產物排出” 痛點電化學系統(如 PEMFC)的反應需同時滿足 “氣體反應物(H?/O?)、液態電解液 / 水、固態電極” 的三相接觸,GDL 通過獨特結構設計,實現對氣、液、固三相的調控,這是優勢:
優勢2:兼具“導電”與“機械支撐”,系統結構穩定GDL不僅是“傳質通道”,還是電化學系統的“導電骨架”與“結構支撐體”,其優勢體現在兩點:低電阻電子傳導,減少能量損耗:GDL的基材(如碳紙、碳布)由高導電性的碳纖維制成,且經過石墨化處理,體積電阻率通常<10mΩ?cm——能連接催化層與雙極板,將反應產生的電子(陽極)或所需電子(陰極)傳輸,降低“歐姆損耗”(電化學系統的主要能量損耗之一)。若用普通導電材料(如金屬網)替代:金屬易被電解液腐蝕(如PEMFC的酸性環境),且無法兼度顧傳質需求,反而增加系統內阻,機械支撐,耐受苛刻工況:燃料電池組裝時,需對電池堆施加1-3MPa的壓緊力(確保各層緊密接觸、降低接觸電阻);運行中還會經歷溫度波動(-40℃~80℃)與濕度變化。GDL的碳纖維骨架具有高抗壓強度與耐溫性,能在壓緊力下保持孔隙結構不坍塌,同時支撐脆弱的催化層與質子交換膜(避免膜被壓破或催化層脫落),電池堆長期結構穩定。制氫PEM;AEM碳紙,1.全流程產線制氫碳紙一致性。

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。GDL梯度孔徑分布 —— 適配 “雙極板→催化層” 的傳輸需求。青海水冷電堆用GDL
GDL化學穩定性:耐受惡劣工況,延長使用壽命。北京PEM制氫用GDL怎么樣
ISO9001認證:全流程品質的“通用標尺”作為全球通用的質量管理體系標準,ISO9001覆蓋了從原材料采購、研發設計,到生產制造、成品檢驗、售后服務的全鏈條。通過這項認證,意味著國科領纖每一批產品——無論是氫燃料電池GDL,還是其他新材料產品,都經過標準化流程管控:原材料要過“多重檢測關”,生產環節有“實時數據監控”,成品出廠前需“抽樣驗證”,確保每一件產品的品質穩定、可靠,讓不同行業的客戶都能“放心合作、安心使用”。IATF16949認證:汽車級材料的“專屬門檻”如果說ISO9001是“基礎線”,那IATF16949就是汽車行業的“高階線”——它的要求更嚴苛、更聚焦汽車產業鏈的安全性與穩定性。尤其本次認證明確覆蓋“氫燃料電池用碳紙和GDL的設計與生產”,這背后意義重大:氫燃料電池作為新能源汽車的動力部件,對GDL等材料的性能、壽命、一致性要求極高,哪怕是微小的品質波動,都可能影響電堆效率甚至整車安全。通過這項認證,相當于國科領纖的碳紙與GDL產品,拿到了進入汽車供應鏈的“入場券”,能完全滿足車企及燃料電池系統集成商對材料的嚴苛標準,為氫燃料電池汽車的規模化應用提供關鍵材料。北京PEM制氫用GDL怎么樣
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!