氣體擴(kuò)散層(GDL)是燃料電池(尤其是質(zhì)子交換膜燃料電池 PEMFC)、電解水裝置等電化學(xué)系統(tǒng)的 “功能層”,其優(yōu)勢(shì)完全圍繞 “解決電化學(xué)反應(yīng)的多相傳質(zhì)導(dǎo)電難題” 展開(kāi),直接決定了裝置的性能、穩(wěn)定性與壽命。以下從傳質(zhì)優(yōu)化、導(dǎo)電支撐、環(huán)境適應(yīng)、性能提升四大維度,詳細(xì)解析其優(yōu)勢(shì):一、優(yōu)勢(shì) 1:調(diào)控 “多相傳質(zhì)”,解決反應(yīng) “原料供應(yīng)” 與 “產(chǎn)物排出” 痛點(diǎn)電化學(xué)系統(tǒng)(如 PEMFC)的反應(yīng)需同時(shí)滿(mǎn)足 “氣體反應(yīng)物(H?/O?)、液態(tài)電解液 / 水、固態(tài)電極” 的三相接觸,GDL 通過(guò)獨(dú)特結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)對(duì)氣、液、固三相的調(diào)控,這是優(yōu)勢(shì):
碳紙進(jìn)行(疏水處理)為完整的氣體擴(kuò)散層。北京氫燃料電池用GDL價(jià)格優(yōu)惠
國(guó)科領(lǐng)纖:突破關(guān)鍵材料“卡脖子”難題國(guó)科領(lǐng)纖成立于2023年,自成立以來(lái)便專(zhuān)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(huì)上,國(guó)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(guó)氫燃料電池基礎(chǔ)原材料在一定程度上依賴(lài)進(jìn)口,碳紙及氣體擴(kuò)散層便是其中關(guān)鍵一環(huán)。國(guó)科領(lǐng)纖迎難而上,全力投入研發(fā),致力于打破國(guó)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(dòng)量產(chǎn)。這一成果對(duì)于我國(guó)氫燃料電池汽車(chē)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。上海氫燃料電池用GDL價(jià)格優(yōu)惠微孔層(MPL):部分GDL會(huì)在靠近催化劑層的一側(cè)添加碳粉和 PTFE的混合層,優(yōu)化氣體和水的傳輸。
功能改性劑(占原材料成本5%-10%)根據(jù)應(yīng)用需求添加,用于優(yōu)化碳紙的“疏水性、導(dǎo)電性、催化兼容性”:疏水處理劑:如聚四氟乙烯(PTFE)乳液,用于燃料電池碳紙的水管理,需使用高分散性PTFE(粒徑<0.1μm),單價(jià)約200-400元/公斤;導(dǎo)電改性劑:如石墨烯、碳納米管(CNT),用于提升低品級(jí)碳纖維的導(dǎo)電性,單價(jià)昂貴(石墨烯約5000-10000元/公斤,CNT約2000-5000元/公斤),少量添加;抗腐蝕劑:如氮化硼(BN),用于電解水制氫碳紙,單價(jià)約800-1500元/公斤。
氣體擴(kuò)散層(GDL)作為傳質(zhì)、導(dǎo)電與結(jié)構(gòu)支撐組件,其應(yīng)用場(chǎng)景集中在依賴(lài) “多相傳輸(氣、液、電子、離子)” 的能源轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)裝置中,GDL 的應(yīng)用邏輯是 “解決多相(氣、液、電子)傳輸?shù)膮f(xié)同與平衡”,其性能(如透氣性、導(dǎo)電性、耐腐蝕性)需根據(jù)具體裝置的工作環(huán)境(酸性 / 堿性、溫度、壓力)定制。目前,隨著氫能、儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,PEMFC 和電解池是 GDL 規(guī)?;瘧?yīng)用潛力的領(lǐng)域,技術(shù)迭代方向集中在 “高穩(wěn)定性、低成本、梯度孔結(jié)構(gòu)優(yōu)化” 以適配更高功率密度、更長(zhǎng)壽命的能源裝置需求。GDL化學(xué)穩(wěn)定性:耐受惡劣工況,延長(zhǎng)使用壽命。
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(zhǎng)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(duì) “耐溫、導(dǎo)電、抗腐蝕” 有特殊要求的工業(yè)場(chǎng)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(wèn)題。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(shí)產(chǎn)權(quán),可制備出超薄(6g/㎡)分散均勻的碳纖維原紙。北京氫燃料電池用GDL價(jià)格優(yōu)惠
氣體擴(kuò)散層功能:導(dǎo)電(傳遞電流),排水,機(jī)械支撐,熱傳導(dǎo),氣體擴(kuò)散氧氣/空氣和氫氣。北京氫燃料電池用GDL價(jià)格優(yōu)惠
在質(zhì)子交換膜燃料電池中,需同時(shí)實(shí)現(xiàn)“保水”與“排水”:保水:維持質(zhì)子交換膜的濕潤(rùn)狀態(tài),保證質(zhì)子傳導(dǎo)效率;排水:快速排出催化層生成的液態(tài)水,避免堵塞氣體通道導(dǎo)致“缺氣”。實(shí)現(xiàn)方式:通過(guò)PTFE(聚四氟乙烯)疏水涂層調(diào)控親疏水性,結(jié)合多孔結(jié)構(gòu)的毛細(xì)作用,平衡水的留存與排出。
穩(wěn)定的力學(xué)性能需耐受電池組裝時(shí)的夾緊壓力(通常0.5-2MPa)、長(zhǎng)期運(yùn)行中的溫度/濕度循環(huán)變化,避免變形、破損或分層,確保組件結(jié)構(gòu)完整性。關(guān)鍵指標(biāo):拉伸強(qiáng)度(炭紙縱向一般>15MPa)、彎曲強(qiáng)度、耐疲勞性,需在干濕交替、冷熱循環(huán)下保持力學(xué)穩(wěn)定性。
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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)口碑,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)!