直接甲醇燃料電池（DMFC）直接甲醇燃料電池以液態甲醇為燃料（無需先將甲醇重整為氫氣），常用于便攜式電子設備（如筆記本電腦、充電寶），GDL在此處的作用與PEMFC類似，但需額外應對“甲醇滲透”問題：阻止anode側的液態甲醇過度滲透至cathode側（避免催化劑“中毒”）；同時實現甲醇（陽極）、氧氣（陰極）的擴散，以及反應產物（水、二氧化碳）的排出。3.釩液流電池（VRFB）——儲能領域的關鍵應用釩液流電池是大規模電化學儲能（如風電、光伏配套儲能站）的主流技術之一，是通過釩離子的價態變化實現電能存儲與釋放。GDL位于“電極”與“雙極板”之間，主要作用是：電解液傳輸：讓釩離子電解液均勻滲透至電極的多孔反應界面；電子傳導：將電極表面的電子傳遞至雙極板，完成電流收集；防堵塞：避免電極材料脫落或電解液中的雜質堵塞流道，儲能系統長期穩定運***體擴散層與電子 / 熱傳輸的兼容性。北京空冷電堆用氣體擴散層在做的公司

氫燃料電池（主要應用）在質子交換膜燃料電池（PEMFC，氫燃料電池的主流技術路線）中，碳紙是氣體擴散層（GDL）的基材，位于“膜電極（MEA）”與“雙極板”之間，是燃料電池發電的“關鍵橋梁”，具體功能包括：氣體傳輸：多孔結構（孔隙率30%-50%）可均勻分配氫氣/氧氣到膜電極表面，確保反應氣體充分接觸催化劑；電子傳導：高導電性（體積電阻率＜10mΩ?cm）可將反應產生的電子傳導至雙極板，形成外部電流；水管理：經聚四氟乙烯（PTFE）疏水處理后，可排出反應生成的水（避免電解液“水淹”催化劑），同時防止電解液滲透；散熱與支撐：良好的導熱性可帶走反應熱量，避免局部過熱；機械強度可支撐膜電極，防止組裝時破損。目前，車用氫燃料電池（如豐田M、國內比亞迪氫能車）、便攜式燃料電池（如無人機、應急電源）均依賴高品級碳紙，且對碳紙的“薄型化（厚度0.1-0.2mm）、低電阻率、高抗折性”要求極高。四川空冷電堆用氣體擴散層制造碳紙進行（疏水處理）為完整的氣體擴散層。

高效輸送氣體反應物：GDL具有高孔隙率（通常70%-85%）與貫通性孔隙結構，能讓氣體從雙極板流道快速、均勻地擴散至催化層——避免局部氣體供應不足導致的“反應死區”，確保催化層每一處活性位點都能接觸到足量反應物（如PEMFC中，H?需穿透GDL到達陽極催化層，O?到達陰極催化層）。對比無GDL的結構：氣體易在電極表面聚集形成“氣泡阻隔”，導致反應效率驟降。高效排出液態產物：以PEMFC陰極為例，反應會生成液態水（O?+2H??+2e?→H?O），若積水無法排出，會堵塞氣體通道（即“水淹”），直接中斷氣體供應。GDL通過疏水改性（如涂覆PTFE）與梯度孔徑設計，既能讓液態水在毛細力作用下快速流向雙極板流道排出，又能避免水膜完全覆蓋催化層（保留氣體接觸通道），實現“排水不堵氣”的平衡。抑制電解液“爬流”：在PEMFC中，質子交換膜（電解質）若因濕度變化或壓力差向GDL滲透過量，會填充GDL孔隙并覆蓋催化層，導致氣體無法接觸活性位點。GDL的微孔層（MPL，碳粉+PTFE涂層）能形成“物理屏障”，限制電解液過度滲透，同時維持膜的適度濕潤（保障質子傳導）。

國科領纖于2023年在江蘇常州武進區成立，聚焦氫燃料電池關鍵材料碳紙及相關“卡脖子”材料的技術攻關和產業化，旨在打破國外壟斷、實現關鍵材料國產自主，國科領纖也是目前國內具備從連續纖維處理、碳原紙生產、碳紙生產全流程技術、批量化生產的團隊。創始人為吳剛平博士，其帶領的團隊成員均來自于國內從事氫燃料電池碳紙研究單位——中科院山西煤炭化學研究所。吳剛平博士從該所畢業后，即從事碳纖維應用基礎、工程化、燃料電池氣體擴散層用碳紙研究，至今已有二十余年，具備扎實的科學研究基礎和豐富的工程化經驗。“目前，國內氫燃料電池用碳紙的產業化制備關鍵材料還處于被國外供應商壟斷狀態，生產依賴進口原材料二次加工，其價格及產量受原材料制約較大，性價比低。有限的產量不足以支撐我國燃料電池產業激增的市場需求，一定程度上阻礙了國內氫能和燃料電池產業國產自主發展。”吳剛平博士表示。疏水性碳紙常用聚四氟乙烯(PTFE)浸漬或涂層，形成防水表面。

1.特種過濾與分離高溫氣體過濾：在垃圾焚燒、鋼鐵冶煉等場景中，碳紙可耐受800℃以上高溫，且多孔結構能過濾煙氣中的粉塵（如PM2.5）、重金屬（如汞），同時自身不被酸性煙氣（如SO?、HCl）腐蝕；液體分離：在化工廢水處理中，經改性的碳紙（如涂覆石墨烯）可實現“選擇性滲透”，分離水中的有機物（如染料、油污），且化學穩定性可避免被強氧化劑（如雙氧水）降解。2.電磁屏蔽與防靜電電子設備屏蔽：在航空航天、精密電子（如芯片制造）中，碳紙的高導電性可吸收或反射電磁波，用于制作“電磁屏蔽罩”，防止外部電磁干擾（EMI）影響設備精度；防靜電材料：在半導體晶圓運輸盒、易燃易爆環境（如化工儲罐）中，碳紙可形成“導電通路”，將靜電電荷快速導出（表面電阻＜10?Ω），避免靜電火花引發事故。 擁有自主設計、定制的設備！北京空冷電堆用氣體擴散層在做的公司

疏水性碳紙應用:電解池、濕度傳感器、需要水傳輸的燃料電池設計。北京空冷電堆用氣體擴散層在做的公司

優勢3：優異的“環境耐受性”，延長系統壽命電化學系統的工作環境往往存在“腐蝕性、氧化性、溫度波動”等挑戰，GDL通過材料選擇與改性，具備極強的環境適應性：耐腐蝕性：GDL基材（碳纖維）本身化學惰性強，且表面通常經過抗氧化涂層處理（如碳化硅、石墨涂層），能耐受PEMFC的酸性環境（H?）、陰極的強氧化性（O?在高電位下易產生氧化自由基），以及電解水裝置的堿性環境（OH?）——長期使用（數千小時）無結構降解或性能衰減，避免因GDL腐蝕導致的系統失效。耐溫與耐濕度循環：GDL能在寬溫度范圍（-40℃~200℃）內保持物理性能穩定，且纖維與涂層的熱膨脹系數匹配，不會因溫度驟變（如燃料電池冷啟動-40℃→正常運行80℃）產生開裂；同時，其疏水/親水結構在濕度循環（低濕度→高濕度）中不會失效，始終維持傳質效率。北京空冷電堆用氣體擴散層在做的公司

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