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口,碳紙及氣體擴散層便是其中關(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。 碳紙進行(疏水處理)為完整的氣體擴散層。四川電解水制氫用GDL生產(chǎn)廠家
后處理與檢測成本:占總成本 10%-20%(保障性能一致性)碳紙需經(jīng)過后處理優(yōu)化性能,并通過嚴格檢測確保符合應(yīng)用標準,尤其場景對檢測精度要求極高:1. 后處理工序(占該模塊成本 60%-70%)疏水處理:將 PTFE 乳液涂覆在碳紙表面,經(jīng) 300-400℃燒結(jié)固化,需使用 “精密噴涂設(shè)備”(確保涂層均勻度<3%),PTFE 損耗率約 10%-15%;表面改性:如涂覆催化劑載體(如碳黑)、刻蝕多孔結(jié)構(gòu)(提升比表面積),需使用 “等離子刻蝕機” 或 “真空噴涂機”,設(shè)備投資約1000-3000 萬元;裁剪與成型:根據(jù)下游需求(如燃料電池極板尺寸)裁剪成特定形狀,需使用 “激光切割機”(避免機械裁剪導(dǎo)致邊緣破損),加工精度要求 ±0.1mm。黑龍江水冷電堆用GDL制造擁有碳纖維表面上漿劑、可控分散/凝聚、粘結(jié)劑的自主知識產(chǎn)權(quán),可制備出超薄(6g/㎡)分散均勻的碳纖維原紙。

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)品強度高。
作為未來清潔能源市場的重要一極,氫燃料電池的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)必須實現(xiàn)國產(chǎn)可控,而氣體擴散層、催化劑、交換膜是氫燃料電池和PEM電解槽的關(guān)鍵零部件,作為業(yè)內(nèi)公認的三大“卡脖子”材料,催化劑和交換膜已陸續(xù)實現(xiàn)國產(chǎn)自主。氣體擴散層(GDL)是燃料電池重要組件之一,其主要作用在于:催化劑的載體支撐電機結(jié)構(gòu)導(dǎo)電作用均勻擴散氣體的作用擴散層輸水作用。燃料電池GDL要求:均勻的多孔質(zhì)結(jié)構(gòu),透氣性能好電阻率低,電子傳導(dǎo)能力強結(jié)構(gòu)緊密且表面平整,減小接觸電阻,提高導(dǎo)電性能具有一定的機械強度,適當?shù)膭傂耘c柔性,利于電極的制作,提供長期操作條件下電極結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性適當?shù)挠H水/憎水平衡,防止過多的水分阻塞孔隙而導(dǎo)致氣體透過性能下降具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。正是由于對氣體擴散層用材料的嚴苛要求,碳纖維紙以其質(zhì)量輕、表面平整、耐腐蝕、孔隙均勻且強度高,厚度可根據(jù)使用要求調(diào)整,適合耐久性燃料電池使用,成為GDL的可選材料。
GDL結(jié)構(gòu)支撐與界面適配:保障電池長期穩(wěn)定運行。

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,實現(xiàn)了碳紙“點焊接,強粘結(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),同時儲備了下一代工藝,有望實現(xiàn)進一步降本50%。此外,國科領(lǐng)纖擁有強大的設(shè)備設(shè)計能力,能夠自主設(shè)計原紙抄造試驗線、浸膠固化試驗線等設(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。在市場放棄氫能戰(zhàn)略的時候,碳紙的基礎(chǔ)研究無疑是一個需要長期坐冷板凳的事業(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、長期且持續(xù)地進行基礎(chǔ)研究和中試試驗,不斷積累經(jīng)驗,實現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)從0到1的突破。GDL 是燃料電池的 “多功能樞紐”。江西水冷電堆用GDL有哪些
膜電極用GDL,氣體擴散層!四川電解水制氫用GDL生產(chǎn)廠家
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)定性和機械強度,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)域為關(guān)鍵。 四川電解水制氫用GDL生產(chǎn)廠家
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