廣東AEM制氫用碳紙制造

來源: 發(fā)布時間:2025-12-10

碳紙憑借其高導(dǎo)電性、多孔結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度,在多個高技術(shù)領(lǐng)域中扮演關(guān)鍵角色,尤其在能源轉(zhuǎn)換與存儲、特種工業(yè)等場景中應(yīng)用。其應(yīng)用領(lǐng)域可按功能需求分為 “能源部件”“特種功能材料” 和 “新興技術(shù)場景” 三大類,具體如下:一、應(yīng)用:能源轉(zhuǎn)換與存儲領(lǐng)域(占比超 80%)碳紙的應(yīng)用場景是作為能源裝置的 “功能載體”,作用是構(gòu)建 “電子通道、氣體通道、散熱通道”,解決能源轉(zhuǎn)換過程中的 “傳質(zhì)、導(dǎo)電、抗腐蝕” 問題,其中以燃料電池領(lǐng)域?yàn)殛P(guān)鍵。碳紙的優(yōu)勢根源在于其由碳纖維交織形成的 “連續(xù)多孔結(jié)構(gòu)”。廣東AEM制氫用碳紙制造

碳紙

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)推動量產(chǎn)。這一成果對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。廣西AEM制氫用碳紙電解水制氫用GDL,氣體擴(kuò)散層!碳紙!

廣東AEM制氫用碳紙制造,碳紙

氫燃料電池領(lǐng)域:碳紙是氫燃料電池中氣體擴(kuò)散層的關(guān)鍵材料,可為氫能汽車、船舶、無人機(jī)等提供支撐材料和應(yīng)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(dǎo)電子、排水和氣體擴(kuò)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(lǐng)域:國科領(lǐng)纖的碳紙產(chǎn)品可應(yīng)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(fù)極電解液混合,保證電池的正常運(yùn)行。PEM 電解水制氫領(lǐng)域:在質(zhì)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(yīng)物和產(chǎn)物,同時起到導(dǎo)電和支撐催化層的作用。國科領(lǐng)纖的碳紙產(chǎn)品能夠適配 PEM 電解水制氫系統(tǒng)的要求,有助于提高電解效率。分布式發(fā)電與備用電源領(lǐng)域:碳紙產(chǎn)品可用于家庭、數(shù)據(jù)中心、通信基站等的小型燃料電池發(fā)電系統(tǒng),作為關(guān)鍵材料,發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定的氣體傳輸與水管理能力,確保持續(xù)供電。

預(yù)氧化與碳化階段(占加工成本40%-50%)是碳紙“性能轉(zhuǎn)化”的環(huán)節(jié),步驟:預(yù)氧化:在200-300℃空氣氛圍中,使粘結(jié)劑與碳纖維發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),防止后續(xù)碳化時纖維斷裂,需使用“連續(xù)式熱風(fēng)隧道爐”,升溫速率嚴(yán)格(5-10℃/min),單噸碳紙能耗約500-800kWh;碳化:在800-1200℃惰性氣體(氮?dú)?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?dú)饧s500-1000m3),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。碳紙是氣體擴(kuò)散層重要的基底。

廣東AEM制氫用碳紙制造,碳紙

國科領(lǐng)纖于2023年在江蘇常州武進(jìn)區(qū)成立,聚焦氫燃料電池關(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,旨在打破國外壟斷、實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵材料國產(chǎn)自主,國科領(lǐng)纖也是目前國內(nèi)具備從連續(xù)纖維處理、碳原紙生產(chǎn)、碳紙生產(chǎn)全流程技術(shù)、批量化生產(chǎn)的團(tuán)隊。創(chuàng)始人為吳剛平博士,其帶領(lǐng)的團(tuán)隊成員均來自于國內(nèi)從事氫燃料電池碳紙研究單位——中科院山西煤炭化學(xué)研究所。吳剛平博士從該所畢業(yè)后,即從事碳纖維應(yīng)用基礎(chǔ)、工程化、燃料電池氣體擴(kuò)散層用碳紙研究,至今已有二十余年,具備扎實(shí)的科學(xué)研究基礎(chǔ)和豐富的工程化經(jīng)驗(yàn)?!澳壳?,國內(nèi)氫燃料電池用碳紙的產(chǎn)業(yè)化制備關(guān)鍵材料還處于被國外供應(yīng)商壟斷狀態(tài),生產(chǎn)依賴進(jìn)口原材料二次加工,其價格及產(chǎn)量受原材料制約較大,性價比低。有限的產(chǎn)量不足以支撐我國燃料電池產(chǎn)業(yè)激增的市場需求,一定程度上阻礙了國內(nèi)氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)自主發(fā)展?!眳莿偲讲┦勘硎?。碳紙助力熱管理,維持反應(yīng)溫度穩(wěn)定。重慶空冷電堆用碳紙制造

疏水性碳紙?zhí)匦?高吸水能力:促進(jìn)水分滲透和分布,避免局部干燥。廣東AEM制氫用碳紙制造

電解水制氫設(shè)備(如PEM電解槽)在綠色制氫技術(shù)中,質(zhì)子交換膜電解槽(PEMEC)通過電解水生成氫氣和氧氣,GDL分別應(yīng)用于陰極(產(chǎn)氫側(cè))和陽極(產(chǎn)氧側(cè)):陰極GDL:促進(jìn)水分子擴(kuò)散至催化層,同時將生成的氫氣及時導(dǎo)出(避免氣體滯留影響電解效率);陽極GDL:耐受高氧化性環(huán)境(產(chǎn)氧過程伴隨強(qiáng)氧化),并傳輸氧氣和電解液;此外,GDL需具備優(yōu)異的耐腐蝕性(應(yīng)對酸性電解液)和機(jī)械強(qiáng)度,適應(yīng)電解槽的高壓運(yùn)行環(huán)境。5.其他新興領(lǐng)域除上述主流場景外,GDL還在以下領(lǐng)域逐步應(yīng)用:金屬-空氣電池(如鋅-空氣電池):作為空氣正極的“氣體通道”,實(shí)現(xiàn)氧氣從大氣擴(kuò)散至催化層,同時排出反應(yīng)產(chǎn)物;傳感器(如氣體傳感器):利用其多孔結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電特性,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)氣體的快速擴(kuò)散與信號傳導(dǎo),提升傳感器的響應(yīng)速度和靈敏度;電催化反應(yīng)器(如CO?還原反應(yīng)裝置):為CO?氣體、電解液與催化層提供三相接觸界面,促進(jìn)CO?高效還原為甲醇、乙烯等化學(xué)品。綜上,氣體擴(kuò)散層的應(yīng)用邏輯是“解決氣-液-固三相界面的傳質(zhì)、導(dǎo)電與產(chǎn)物排出問題”,因此其性能(如孔隙率、透氣性、導(dǎo)電性、耐腐蝕性)直接決定了相關(guān)設(shè)備的效率、壽命和成本,是新能源(氫能、儲能)領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵材料。廣東AEM制氫用碳紙制造

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標(biāo)簽: GDL 氣體擴(kuò)散層 碳紙