碳紙（炭紙）是燃料電池氣體擴(kuò)散層的主要基材，將碳纖維做成碳紙的過程也是氣體擴(kuò)散層生產(chǎn)的核心難點(diǎn)之一，需滿足材料多孔可控、導(dǎo)熱及導(dǎo)電性優(yōu)良、具備一定的機(jī)械強(qiáng)度、憎水性強(qiáng)以及高度防腐蝕等多重性能要求。長期以來，國產(chǎn)碳紙一直處于“卡脖子”階段。

近期，多家廠商迎來了融資加碼、產(chǎn)線建設(shè)等利好消息，同時相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)也在推進(jìn)當(dāng)中。碳紙這一燃料電池核心材料國產(chǎn)化的“最后一個壁壘”，正在加速突圍。

國產(chǎn)化碳紙迎來新進(jìn)展

近日，氫燃料電池炭紙和氣體擴(kuò)散層制造商上海碳際完成數(shù)千萬元A輪融資，上海碳際聚焦于燃料電池和制氫電池用的炭紙和氣體擴(kuò)散層技術(shù)和產(chǎn)品，A輪融資資金主要用于制造工廠能力與質(zhì)量提升、新產(chǎn)品開發(fā)、團(tuán)隊建設(shè)和市場營銷等。

此外，中國紙院、金博股份、上海嘉資、上海河森電氣等企業(yè)也在去年發(fā)布了碳紙產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)的最新進(jìn)展：

其中上海嘉資透露其碳紙/氣體擴(kuò)散層年產(chǎn)量40萬m²，預(yù)計2023年還將實現(xiàn)產(chǎn)能擴(kuò)張；上海河森電氣已有氣體擴(kuò)散層主要原材料的批量碳紙產(chǎn)品，產(chǎn)能達(dá)到1000 m²/月以上。

中國制漿造紙研究院有限公司（簡稱“中國紙院”）在去年宣布與廣東冠豪高新技術(shù)股份有限公司簽訂氫燃料電池用紙基碳纖維材料技術(shù)合作協(xié)議，計劃在今年內(nèi)成功實現(xiàn)產(chǎn)品落地。

金博股份也在公告中表示，公司已與多家燃料電池頭部企業(yè)達(dá)成合作協(xié)議并提供樣品驗證，其氫氣制備與碳紙也處于產(chǎn)線投建階段。

標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)方面，去年8月和11月，《質(zhì)子交換膜燃料電池用炭紙技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)項目討論會順利召開，由北京綠色智匯能源技術(shù)研究院組織，聯(lián)合多家參編企業(yè)穩(wěn)步推進(jìn)燃料電池用炭紙規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)落地，以規(guī)范質(zhì)子交換膜燃料電池用炭紙的設(shè)計、生產(chǎn)與使用。

從企業(yè)的實際進(jìn)展來看，國產(chǎn)碳紙已經(jīng)由試驗室階段逐步邁入小批量生產(chǎn)應(yīng)用階段，各參與企業(yè)的產(chǎn)線建設(shè)和標(biāo)準(zhǔn)落地也已提上日程，標(biāo)志著碳紙在產(chǎn)業(yè)化方面取得了不小的進(jìn)步。

得碳紙者，得天下

國際市場上，幾大碳紙廠商包括美國AvCarb、日本東麗、德國SGL等。東麗和SGL的產(chǎn)品價值鏈?zhǔn)加谧约荷a(chǎn)的碳纖維碳紙，一直到微孔層MPL涂布，具備深厚的基礎(chǔ)碳材料開發(fā)和規(guī)模化生產(chǎn)能力，是國際氣體擴(kuò)散層市場的龍頭企業(yè)。

“國產(chǎn)的氣體擴(kuò)散層要取得商用突破，最關(guān)鍵的還是要解決供應(yīng)鏈管理和質(zhì)量控制這兩大核心問題。”一名膜電極企業(yè)高層指出，氣體擴(kuò)散層只有從碳纖維層面打通碳紙的國產(chǎn)化，才具備自主化優(yōu)勢。

而此前國內(nèi)受制于市場需求量低、技術(shù)不成熟等多方面原因，暫未實現(xiàn)碳紙及氣體擴(kuò)散層的規(guī)模化生產(chǎn)，近年隨著國內(nèi)燃料電池市場的壯大，國產(chǎn)碳紙及氣體擴(kuò)散層也迎來發(fā)展契機(jī)。

根據(jù)相關(guān)測算，車用市場對氣體擴(kuò)散層的需求將在2025年達(dá)到100萬平方米，并在2030年進(jìn)一步突破2000萬平方米的里程碑，原材料碳紙的巨大需求將逐步釋放。

市場驅(qū)動下，除了上述碳紙基材廠商，以通用氫能、仁豐特材為代表的氣體擴(kuò)散層企業(yè)具備提供碳紙/氣體擴(kuò)散層生產(chǎn)的整體解決方案的能力。

多方企業(yè)加速追趕的局勢下，相信碳紙的國產(chǎn)化壁壘將被一一攻克。