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s500-1000m?），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。擁有自主設(shè)計(jì)、定制的設(shè)備！寧夏水冷電堆用碳紙制造

氫燃料電池（主要應(yīng)用）在質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC，氫燃料電池的主流技術(shù)路線）中，碳紙是氣體擴(kuò)散層（GDL）的基材，位于“膜電極（MEA）”與“雙極板”之間，是燃料電池發(fā)電的“關(guān)鍵橋梁”，具體功能包括：氣體傳輸：多孔結(jié)構(gòu)（孔隙率30%-50%）可均勻分配氫氣/氧氣到膜電極表面，確保反應(yīng)氣體充分接觸催化劑；電子傳導(dǎo)：高導(dǎo)電性（體積電阻率＜10mΩ?cm）可將反應(yīng)產(chǎn)生的電子傳導(dǎo)至雙極板，形成外部電流；水管理：經(jīng)聚四氟乙烯（PTFE）疏水處理后，可排出反應(yīng)生成的水（避免電解液“水淹”催化劑），同時(shí)防止電解液滲透；散熱與支撐：良好的導(dǎo)熱性可帶走反應(yīng)熱量，避免局部過(guò)熱；機(jī)械強(qiáng)度可支撐膜電極，防止組裝時(shí)破損。目前，車(chē)用氫燃料電池（如豐田M、國(guó)內(nèi)比亞迪氫能車(chē)）、便攜式燃料電池（如無(wú)人機(jī)、應(yīng)急電源）均依賴(lài)高品級(jí)碳紙，且對(duì)碳紙的“薄型化（厚度0.1-0.2mm）、低電阻率、高抗折性”要求極高。甘肅碳紙制造碳紙疏水改性 —— 避免 “水淹” 阻斷氣體通道。

檢測(cè)成本（占該模塊成本30%-40%）碳紙需全項(xiàng)檢測(cè)，確保性能一致性，檢測(cè)項(xiàng)目與成本包括：性能檢測(cè)：導(dǎo)電性（四探針電阻儀，單臺(tái)約50萬(wàn)元）、孔隙率（壓汞儀，單臺(tái)約200萬(wàn)元）、耐腐蝕性（電化學(xué)工作站，單臺(tái)約100萬(wàn)元），每批次抽樣檢測(cè)率需達(dá)10%以上；可靠性測(cè)試：如燃料電池碳紙需進(jìn)行“1000次干濕循環(huán)測(cè)試”“5000次彎曲測(cè)試”，測(cè)試周期長(zhǎng)（約1-2周），且需模擬環(huán)境設(shè)備（約500-1000萬(wàn)元）；品控?fù)p耗：碳紙的成品率較低（如燃料電池級(jí)碳紙成品率約60%-80%），不合格品需報(bào)廢，進(jìn)一步推高單位成本。

國(guó)科領(lǐng)纖，聚焦氫燃料電池關(guān)鍵材料碳紙及相關(guān)材料的技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化，致力于實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵材料國(guó)產(chǎn)化。創(chuàng)始人吳剛平博士從事碳纖維應(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，國(guó)科領(lǐng)纖也是目前國(guó)內(nèi)具備連續(xù)纖維處理、碳原紙生產(chǎn)、碳紙生產(chǎn)全流程技術(shù)及批量化生產(chǎn)能力的團(tuán)隊(duì)。氣體擴(kuò)散層、催化劑、交換膜是氫燃料電池和PEM電解槽的三大關(guān)鍵零部件。目前，催化劑和交換膜已陸續(xù)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)自主，而碳紙作為氣體擴(kuò)散層的基材，是制約我國(guó)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(guó)至今未能實(shí)現(xiàn)碳紙量產(chǎn)，國(guó)內(nèi)氫燃料電池用碳紙的產(chǎn)業(yè)化制備關(guān)鍵材料仍然由國(guó)外供應(yīng)商所主導(dǎo)。因此，碳紙也被稱(chēng)之為燃料電池材料國(guó)產(chǎn)化的“一個(gè)壁壘”。氫燃料電池用GDL，氣體擴(kuò)散層！碳紙！

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(chēng)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(zhǎng)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(shù)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(guó)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(guó)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(guó)臺(tái)灣碳能等公司。因此，碳紙也被稱(chēng)之為燃料電池材料國(guó)產(chǎn)化的“一個(gè)壁壘”。碳紙耐受惡劣工況，延長(zhǎng)使用壽命。黑龍江膜電極用碳紙生產(chǎn)廠家

疏水性碳紙?zhí)蓟?600℃，石墨化在2000以上℃。寧夏水冷電堆用碳紙制造

柔性電子與傳感器柔性電極：將碳紙與柔性聚合物（如聚酰亞胺）復(fù)合，可制成柔性電池、柔性太陽(yáng)能電池的電極，具備“可彎曲、可折疊”特性（彎曲1000次后導(dǎo)電性衰減＜5%），適用于可穿戴設(shè)備（如智能手環(huán)、柔性屏）；氣體傳感器：碳紙的多孔結(jié)構(gòu)可吸附目標(biāo)氣體（如甲醛、NO?），氣體與碳紙表面發(fā)生反應(yīng)后會(huì)改變其電阻，通過(guò)檢測(cè)電阻變化可實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)氣體濃度監(jiān)測(cè)”，且響應(yīng)速度快（＜10秒）、穩(wěn)定性高。2.催化載體在多相催化反應(yīng)（如CO?還原、有機(jī)合成）中，碳紙可作為“催化劑載體”：表面可負(fù)載金屬納米顆粒（如銅、鉑），多孔結(jié)構(gòu)可增大催化劑分散度（提升催化效率）；高導(dǎo)電性可用于“電催化反應(yīng)”（如CO?電還原制甲醇），同時(shí)自身化學(xué)惰性不參與反應(yīng)，可重復(fù)使用（循環(huán)50次后催化活性保留＞80%）。寧夏水冷電堆用碳紙制造

國(guó)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(lái)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)**，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(kāi)拓創(chuàng)新，勇于進(jìn)取的無(wú)限潛力，國(guó)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(lái)，回首過(guò)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(lái)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(lái)！