回顧燃料電池近年發(fā)展歷史,產(chǎn)品從關(guān)鍵材料、核心部件到電堆、系統(tǒng)和運行策略近年來都有明顯的變化和進步,但以質(zhì)子交換膜和碳紙(炭紙)為代表的關(guān)鍵部材的國產(chǎn)化應(yīng)用占總體應(yīng)用遠未形成有效比例,遠遠低于其他燃料電池關(guān)鍵零部件水平。
從相關(guān)企業(yè)動向來看,行業(yè)正在集中攻關(guān)碳紙“卡脖子”難題,多方面出臺政策和機制支持碳紙制造突破,以國氫科技、驪能新能源、碳動新能源、上海碳際、國科領(lǐng)纖、金博氫能等為代表的企業(yè)在碳紙研發(fā)和生產(chǎn)方面接連迎來進展,正在逐步實現(xiàn)產(chǎn)品驗證和產(chǎn)能釋放。
在剛剛過去的2023年,接連傳來企業(yè)研發(fā)突破、產(chǎn)線建設(shè)等好消息:
12月29日,上海碳際宣布獲得《知識產(chǎn)權(quán)管理體系認證證書》,其氫能源燃料電池材料(炭紙、氣體擴散層)的研發(fā)、銷售、上述過程相關(guān)采購的知識產(chǎn)權(quán)管理通過認證。此前10月,上海碳際發(fā)布適用于車用燃料電池的高性能GDL TANJI HP18;5月,公司完成千萬級A+輪融資,資金將用于加大產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)投入、加快原紙合資工廠建設(shè)等。
12月27日,國氫科技的華南氫能產(chǎn)業(yè)基地一期項目在南海丹灶啟動建設(shè)?;仨椖糠秩诮ㄔO(shè),其中項目一期建設(shè)內(nèi)容為年產(chǎn)百萬平方米碳紙、十萬平方米質(zhì)子膜、萬套電堆系統(tǒng)等產(chǎn)線。
此前在11月,國氫科技兩款“斯帛”系列碳紙產(chǎn)品正式發(fā)布,年產(chǎn)30萬平“斯帛”碳紙產(chǎn)線完成建設(shè)并實現(xiàn)投產(chǎn)。該產(chǎn)線是國內(nèi)首條超高溫、大幅寬碳紙自主技術(shù)量產(chǎn)線,產(chǎn)線各環(huán)節(jié)設(shè)備全部國產(chǎn)化,并已完全打通碳纖維分散、抄紙制氈、碳紙成型等主要工藝環(huán)節(jié)。
11月20日,美錦氫能總部基地項目一期2號樓成功封頂。意味著其碳紙項目即將進入設(shè)備安裝和試生產(chǎn)階段,彰顯了美錦能源對于填補國內(nèi)產(chǎn)業(yè)空白、解決產(chǎn)業(yè)“卡”脖子問題的信心。
據(jù)了解,由美錦能源與加拿大皇家科學(xué)院、工程研究院院士張久俊教授聯(lián)合創(chuàng)辦的驪能新能源在燃料電池氣體擴散層方面取得了新的研發(fā)突破,針對國產(chǎn)燃料電池汽車示范過程中發(fā)現(xiàn)的問題,針對性地開發(fā)了滿足高功率密度和長耐久性需求的GDL擴散層產(chǎn)品,該產(chǎn)品各項性能指標都優(yōu)于商品化的樣品,正在推進產(chǎn)業(yè)化。
11月7日,在安徽宿州市新能源碳材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展對接會暨2023年天尚安能碳紙新產(chǎn)品發(fā)布會上,正式發(fā)布廈門大學(xué)能源學(xué)院鄭志鋒教授團隊研發(fā)的高性能碳紙新產(chǎn)品。據(jù)相關(guān)消息,該團隊已經(jīng)實現(xiàn)年產(chǎn)10萬m2碳紙(片材)生產(chǎn)線的建設(shè)和高性能碳紙產(chǎn)品的生產(chǎn)。
9月,國科領(lǐng)纖宣布完成千萬級天使輪融資,由麟閣創(chuàng)投與戈壁創(chuàng)投共同領(lǐng)投,小飯桌創(chuàng)投、常州偉馳基金跟投,融資資金將用于公司碳纖維原紙和碳紙產(chǎn)線建設(shè)。此前,國科領(lǐng)纖已在5月完成了種子輪融資,由麟閣創(chuàng)投獨家投資。
4月25日,金博股份表示,全資子公司金博氫能已完成從碳紙原紙濕法成型到石墨化的全工藝鏈開發(fā),片狀碳紙已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn),已經(jīng)得到膜電極和電堆頭部企業(yè)驗證,將根據(jù)下游客戶的需求分別提供碳紙或氣體擴散層產(chǎn)品。
仁豐特材全資子公司碳動新能源氣體擴散層生產(chǎn)設(shè)計規(guī)模為年產(chǎn)100萬平米,2023年已建規(guī)模化卷對卷產(chǎn)能50萬m2,同時建造50萬m2的二期預(yù)留車間,2023年還推出了批量化、卷對卷碳紙產(chǎn)品,水冷堆用氣體擴散層、空冷堆用氣體擴散層、PEM/AEM電解槽用氣體擴散層等其他特殊應(yīng)用場景的氣體擴散層。
通用氫能、中國紙院、上海嘉資、上海河森電氣、科旸新材料等企業(yè)也都在推進碳紙產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)。
根據(jù)相關(guān)測算,車用市場對氣體擴散層的需求將在2025年達到100萬平方米,并在2030年進一步突破2000萬平方米的里程碑,原材料碳紙的巨大需求將逐步釋放。
在國產(chǎn)碳紙企業(yè)集體努力下,正在推動碳紙產(chǎn)品整體性能的提升,同時進一步推進燃料電池產(chǎn)品的降本,2024或成產(chǎn)業(yè)化發(fā)展破局之年。