咨询热线

400-007-6266

010-86223221

2018年中国燃料电池电堆行业气体扩散层市场份额及双极板材料性能对比分析(图)

           一、气体扩散层:技术成熟,国内达到小规模生产 

          多孔气体扩散层将膜电极组合体夹在中间,主要起气体扩散的作用。多孔扩散层的主要功能包括:①实现气体在催化层表面的扩散;②提供机械支撑;③导通电流;④排除反应生成水。扩散层的材质是经疏水材料处理的碳基材料(碳纸或碳布)。疏水材料的作用是防止水在扩散层孔中积聚,影响气体扩散。 

          气体扩散层通常由基底层和微孔层组成,基底层通常使用多孔的碳纤维纸、碳纤维织布、 碳纤维非纺材料及碳黑纸,也有的利用泡沫金属、金属网等来制备,主要起到支撑微孔层的催化层的作用,微孔层主要是改善基底层孔隙结构的一层碳粉,目的是降低催化层和基底层之间的接触电阻,使得流道气体以及产生水均匀分配。 

图表:不同扩散层材料的性能指标
 

图表来源:公开资料整理

          技术条件最成熟,需提高规模化生产能力。气体扩散层是目前燃料电池堆各部件中技术条件最成熟,商业化利用潜力最好的产品。目前,气体扩散层面临的主要挑战除了大电流密度下水气通畅传质的技术难点外,还存在缺乏大量生产的问题,这使得其成本在燃料电池堆的总成本中仍占相当一部分。DOE 基于巴拉德(Ballard)动力系统公司生产的 GDL 进行成本估算,如大量生产(每年批量生产 50 万个电堆),其价格可下降到 4.45 美元 /m2 。因此,在研究提高扩散层的性能的同时,开发扩散层大规模生产工艺同样是研究重点。 

          目前碳纸产品主要由几个国际大生产商垄断,包括日本东丽(Toray)和德国 SGL 等。东丽目前占据较大的市场份额,且拥有的碳纸相关专利较多,生产的炭纸具有高导电性、高强度、高气体通过率、表面平滑等优点。 

图表:国外主要气体扩散成材料生产厂家及产品
 

图表来源:公开资料整理

          国内产品尚处于小规模生产。上海河森公司有小批量碳纸产品,燃料电池专用高性能气体扩散层具备 1000 平方米/月生产能力。台湾碳能科技公司的碳纸产品价格较低,获得了一定市场认可。同时中南大学、武汉理工大学以及北京化工大学等研究机构也都有研究,其中中南大学提出了化学气相沉积(CVD)热解炭改性碳纸的新技术,发明了与变形机制高度适应的异型结构碳纸,采用干法成型、CVD、催化炭化和石墨化相结合的连续化生产工艺,其产品的耐久性和稳定性有所提升。 

          二、双极板:石墨板应用广泛,金属板能量密度高,国内具备小规模生产能力 

          参考观研天下发布《2018年中国燃料电池行业分析报告-市场深度分析与投资前景预测

          双极板是电堆中的“骨架”,与膜电极层叠装配成电堆,在燃料电池中起到支撑、收集电流、为冷却液提供通道、分隔氧化剂和还原剂等作用。 

          图表:双极板2015年现状和DOE2020年目标
 

图表来源:公开资料整理

          双极板材料主要包括石墨、金属以及复合材料三类。石墨基双极板在燃料电池的环境中具有非常良好的化学稳定性,同时具有很高的导电率,是目前质子交换膜燃料电池研究和应用中最为广泛的材料。金属材料相比石墨材料具有更好的导电和热传导性能,同时金属材料良好的机加工性能会大大降低双极板的加工难度。复合材料双极板能较好地结合石墨板与金属板的优点,使电堆装配后达到更好的效果。 

图表:双极板常用材料性能对比总结
 

图表来源:公开资料整理

          乘用车燃料电池具有高能量密度需求,金属双极板相较于石墨及复合双极板具有明显优势。如日本丰田 Mirai 燃料电池汽车用金属双极板 PEMFC 模块的功率密度达到 3kW/L,英国 Intelligent Energy 的新一代 EC200-192 金属双极板燃料电池模块的功率密度达到 5kW/L。金属双极板使 PEMFC 模块的功率密度大幅提升,金属双极板已成为乘用车燃料电池的主流双极板。目前金属双极板主要供应商有瑞典 Cellimpact、德国 Dana、德国 Grabener、美国 treadstone 等。国内上海治臻新能源装备有限公司已经开发了包括氢空/氢氧、空冷/水冷等适用于各种环境的多款量产金属双极板。上海交大、新源动力、上汽集团和上海治臻联合开发的汽车燃料电池大面积超薄金属双极板设计与精密制造技术获得 2017 年度“中国汽车工业科学技术奖”一等奖。 

图表:上海治臻双极板
 

图表来源:公开资料整理

          石墨双极板因为耐久性长,广泛应用于商用车。石墨基双极板的主流供应商有美国 POCO、美国 SHF、美国 Graftech、日本 FujikuraRubber LTD、日本 Kyushu Refractories、英国 Bac2 等。石墨双极板目前已实现国产化,国产厂商主要有上海弘枫、杭州鑫能石墨等。 

          复合材料双极板近年来也开始有应用,如石墨/树脂复合材料、碳/碳复合材料等,国内具备研制能力。

资料来源:公开资料,观研天下整理,转载请注明出处(ZQ)

更多好文每日分享,欢迎关注公众号

【版权提示】观研报告网倡导尊重与保护知识产权。未经许可,任何人不得复制、转载、或以其他方式使用本网站的内容。如发现本站文章存在版权问题,烦请提供版权疑问、身份证明、版权证明、联系方式等发邮件至kf@chinabaogao.com,我们将及时沟通与处理。

我国稀土行业:供给约束持续强化 2026年上半年多家上市企业营收高增

我国稀土行业:供给约束持续强化 2026年上半年多家上市企业营收高增

在2026年4月工信部、自然资源部下发的稀土开采总量控制指标是28.5万吨稀土氧化物,比2025年的27万吨只多了约5%,其中中重稀土3.9万吨,同比只增2.6%。

2026年09月09日
质子交换膜行业:科润新材、东岳未来居全球及中国市场份额前二 寡头垄断格局成型

质子交换膜行业:科润新材、东岳未来居全球及中国市场份额前二 寡头垄断格局成型

2023-2025年全球质子交换膜市场规模保持增长。2025年全球质子交换膜市场规模为20.90亿元,预计2026年市场规模将超30亿元。

2026年09月03日
我国铁矿石行业:市场竞争激烈  鞍钢资源、宝武资源、包钢集团处第一梯队

我国铁矿石行业:市场竞争激烈 鞍钢资源、宝武资源、包钢集团处第一梯队

从市场集中度来看,2025年我国铁矿石行业CR3、CR5、CR7市场份额占比分别为27.1%、31.4%、33.2%。整体来看,我国铁矿石市场集中度较低。

2026年08月17日
我国焊接材料行业:2025年前三季度上市公司净利润分化明显 华光新材盈利能力突出

我国焊接材料行业:2025年前三季度上市公司净利润分化明显 华光新材盈利能力突出

我国焊接材料行业产业链上游主要包括钢铁、有色金属和焊接设备三大板块;中游为焊接材料制造;下游为应用领域,应用于工程建筑、工业制造、能源化工等。

2026年08月05日
我国熔融盐储能行业“东部集聚、西部发力”空间格局凸显 市场双寡头主导格局成型

我国熔融盐储能行业“东部集聚、西部发力”空间格局凸显 市场双寡头主导格局成型

当前,我国熔融盐储能产业步入快速发展期,技术成熟度持续提升,上市公司主要布局熔融盐储能设备和工程建设两个方向。工程建设、储能系统集成领域,主要上市公司有中国能建、中国电建、东华科技、物产环能等;熔融盐储能装备制造领域,主要上市公司有蓝科高新、东方电热、西子洁能、东方电气、兰石重装、首航高科、上海电气等。

2026年08月03日
我国超材料行业寡头垄断格局凸显 光启技术一家独大

我国超材料行业寡头垄断格局凸显 光启技术一家独大

市场份额来看,2025年中国超材料市场规模约3.6亿美元,折合成人民币约25亿元(按人民币:美元汇率为7:1换算)。其中,光启技术为行业绝对龙头,2025年市场份额约81.4%,位居第一;华秦科技和新劲刚市场份额分别约3.4%和0.5%,市场呈现极高寡占格局。

2026年07月11日
高镍三元正极行业:全球集中度正不断提升 中国企业处于头部 容百稳坐国内龙头

高镍三元正极行业:全球集中度正不断提升 中国企业处于头部 容百稳坐国内龙头

从竞争格局来看,全球高镍三元正极材料市场仍处于成长期,参与主体持续增加,市场竞争日趋激烈,尽管如此,但头部企业占据了较大的市场份额,行业集中度正不断提升。当前技术研发能力、产能规模水平及客户资源积累是决定企业竞争力的核心要素,而在全球高镍三元正极主要生产商包括容百科技、贝特瑞、巴莫科技、住友金属、ECOPRO等里面,中

2026年07月06日
全球电池储能系统(BESS)行业出货量五年暴增15倍 top前十企业中国企业占据八席

全球电池储能系统(BESS)行业出货量五年暴增15倍 top前十企业中国企业占据八席

2021-2025年,全球电池储能系统(BESS)出货量从26.9GWh增至419.7GWh,年复合增长率高达98.7%,规模扩张超过15倍。

2026年06月24日
微信客服
微信客服二维码
微信扫码咨询客服
QQ客服
电话客服

咨询热线

400-007-6266
010-86223221
返回顶部