江西空冷電堆用碳紙?jiān)谧龅墓?/h1>

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(shí)將生成的氫氣及時(shí)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(shí)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(hào)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(chǔ)能）領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵材料。強(qiáng)化學(xué)穩(wěn)定性，耐腐耐氧化強(qiáng)化學(xué)穩(wěn)定性，耐腐耐氧化。江西空冷電堆用碳紙?jiān)谧龅墓?/p>

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(duì)。創(chuàng)始人為吳剛平博士，其帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)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(jià)格及產(chǎn)量受原材料制約較大，性價(jià)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?。甘肅水冷電堆用碳紙?jiān)谧龅墓続EM、PEM用GDL，氣體擴(kuò)散層，碳紙！

液流電池（儲(chǔ)能領(lǐng)域）在全釩液流電池（VRFB，大規(guī)模儲(chǔ)能的主流技術(shù)之一）中，碳紙是電極的骨架，用于“儲(chǔ)存電解液中的活性物質(zhì)（釩離子）”并促進(jìn)電化學(xué)反應(yīng)：多孔結(jié)構(gòu)可吸附大量釩電解液（釩離子濃度1.5-2.0mol/L），增大反應(yīng)接觸面積；高導(dǎo)電性確保電子在電極與集流體之間傳遞；耐強(qiáng)酸性和抗釩離子氧化的特性，可延長電池壽命（通常要求碳紙?jiān)?000次循環(huán)后性能衰減＜10%）。特種應(yīng)用：工業(yè)與制造領(lǐng)域在對 “耐溫、導(dǎo)電、抗腐蝕” 有特殊要求的工業(yè)場景中，碳紙作為 “特種功能材料” 替代傳統(tǒng)金屬或塑料，解決極端環(huán)境下的材料失效問題。

原材料與結(jié)構(gòu)：通常以短切碳纖維為原料，基質(zhì)為天然紙漿或合成紙漿，輔以黏合劑和填料，經(jīng)抄紙工藝制造而成。生產(chǎn)工藝：主要有濕法工藝和干法工藝。濕法工藝以水為介質(zhì)，將短切碳纖維均勻分散在水中，利用抄紙機(jī)真空過濾制備原紙，再經(jīng)樹脂浸漬、熱壓固化和碳化石墨化等過程制成，產(chǎn)品均勻性和致密性好。干法工藝以空氣為介質(zhì)，采用氣流成網(wǎng)工藝加工成原紙，并經(jīng)涂膠、干燥、碳化等后道工藝加工制備而成，其碳纖維含量高，產(chǎn)品強(qiáng)度高。疏水性碳紙應(yīng)用:質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC的GDL，需嚴(yán)格水分平衡的系統(tǒng)。

作為氣體擴(kuò)散層的基材，碳紙的制備，除了準(zhǔn)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(kuò)散層的制備一般稱為抄紙制程，在制程中還必須改善碳紙?jiān)咸匦?、?dǎo)電性以及化學(xué)安定性。其方法為以碳纖維紙為基礎(chǔ)再添加碳復(fù)合材料混合后熱處理，其制程中還可以添加適當(dāng)?shù)闹虚g原料并配合使用的特性研發(fā)出相同的碳紙。方法為以碳纖維紙為基礎(chǔ)再添加碳復(fù)合材料混合后熱處理，其制程中還可以添加適當(dāng)?shù)闹虚g原料并配合使用的特性研發(fā)出相同的碳紙。碳紙?jiān)谠旒堧A段前必須先將連續(xù)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(fù)合樹脂，3.熱壓成形，4.碳化處理以及5.石墨化處理。復(fù)雜的工藝決定了碳紙是當(dāng)前制約我國氫燃料電池領(lǐng)域發(fā)展的基礎(chǔ)材料，受制于碳纖維、碳纖維原紙、石墨化和后處理等復(fù)雜工藝及裝備，我國至今未能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)碳紙。目前可應(yīng)用在燃料電池氣體擴(kuò)散層的碳紙生產(chǎn)廠商有TORAY、SGL、Ballard、Avcarb、中國臺(tái)灣碳能等公司。因此，碳紙也被稱之為燃料電池材料國產(chǎn)化的“一個(gè)壁壘”。專有碳纖維的結(jié)構(gòu)與性能調(diào)控！江蘇PEM制氫用碳紙?jiān)趺礃?/p>

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，對碳材料的結(jié)構(gòu)、設(shè)備及工藝有深刻理解。江西空冷電堆用碳紙?jiān)谧龅墓?/p>

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(shí)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。江西空冷電堆用碳紙?jiān)谧龅墓?/p>

國科領(lǐng)纖新材料（常州）有限公司是一家有著先進(jìn)的發(fā)展理念，先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)，在發(fā)展過程中不斷完善自己，要求自己，不斷創(chuàng)新，時(shí)刻準(zhǔn)備著迎接更多挑戰(zhàn)的活力公司，在江蘇省等地區(qū)的紙業(yè)中匯聚了大量的人脈以及**，在業(yè)界也收獲了很多良好的評價(jià)，這些都源自于自身的努力和大家共同進(jìn)步的結(jié)果，這些評價(jià)對我們而言是比較好的前進(jìn)動(dòng)力，也促使我們在以后的道路上保持奮發(fā)圖強(qiáng)、一往無前的進(jìn)取創(chuàng)新精神，努力把公司發(fā)展戰(zhàn)略推向一個(gè)新高度，在全體員工共同努力之下，全力拼搏將共同國科領(lǐng)纖新材料供應(yīng)和您一起攜手走向更好的未來，創(chuàng)造更有價(jià)值的產(chǎn)品，我們將以更好的狀態(tài)，更認(rèn)真的態(tài)度，更飽滿的精力去創(chuàng)造，去拼搏，去努力，讓我們一起更好更快的成長！