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质子交换膜、催化剂、气体扩散层是氢燃料电池和PEM电解槽的关键零部件，作为业内普遍认同的三大难点材料，催化剂和质子交换膜已陆续实现国产自主。
而碳纸作为气体扩散层的基材，是制约我国氢燃料电池领域发展的核心基础材料之一，受制于碳纤维、碳纤维原纸、石墨化和后处理等复杂工艺及装备，国内较难实现大规模量产碳纸。因此，碳纸也被业内称之为氢能燃料电池核心材料国产化的“最后一个壁垒”。
资金涌入+产线扩张，本土化碳纸走进起跑线
碳纸通常位于燃料电池的电极和双极板之间，起到收集电流、传导气体、排出反应产物水、支撑和稳定电极结构等作用。碳纸需要具备良好化学稳定性、热稳定性、导电性以及机械强度，由于技术难度较高，目前国内市场大多数碳纸使用的是进口产品，因此打破日本东丽、韩国JNTG、美国AvCarb、德国SGL等巨头的垄断，正成为国内企业需要努力的首要目标。
作为技术密集型产业，氢能难以离开资本市场的支持。进入2023年，国内资本在投入氢能各个环节后，也开始重视起碳纸这一环节的作用，众企业开始加大力度投入产品研发和产线下线中。
融资动态方面：1月，上海碳际完成了数千万元A轮融资，此轮融资由武岳峰资本独家投资。据悉，该轮融资资金主要用于制造工厂能力与质量提升、新产品开发、团队建设和市场营销等。
图源：上海碳际
随后，上海碳际于今年5月顺利完成千万级A+轮融资，此轮融资由上海科创系的海望资本独家投资。本次融资资金将用于加大产品技术研发投入、加快原纸合资工厂建设、持续提升产品质量和市场服务能力。
9月，国科领纤宣布完成千万级天使轮融资，由麟阁创投与戈壁创投共同领投，小饭桌创投、常州伟驰基金跟投，该轮融资资金将用于碳纤维原纸和碳纸产线建设。
产线方面：3月16日，上海碳际GDL量产线正式投产，其研发的气体扩散层产品已基本达到了稳定量产状态；同月，美锦氢能总部基地正式开工建设，项目建成后将成为国内首个国产碳纸产业基地，以加速摆脱卡脖子的束缚。
美锦氢能（大兴）总部基地（图源：中建科技）
值得一提的是，过去的碳纸生产技术基本由国外掌握，国外发达国家由于碳纤维工业发展比较早，成本较低，碳纸的生产工艺技术成熟进程较快。PEMFC多孔气体扩散电极的关键材料碳纸的研制水平较高，并能批量供货的主要日本东丽、韩国JNTG、德国SGL、德国科德宝等少数几家公司，也掌握着许多关于燃料电池的碳纸和多孔碳电极基材料的专利，其中以日本公司专利为多。
除了上述部分国内企业，通用氢能、嘉资新材、仁丰特材、佛山绿动、中国纸院、金博股份的相关布局也正在稳步推进中，选手们凝心聚力共推本土化碳纸走进量产起跑线，现下再度直面国外玩家也并非像早期那般“强大”。
有企业创始人表示：“国内碳纸和气体扩散层产品基本由国外厂商垄断，但由于全球燃料电池市场规模并不大，国外厂商的实际量产能力和量产经验其实比较有限，他们很多也是在中国市场开展示范验证的。正是基于此判断，国内才更要勇敢地踏上自主创业的道路，业内都很期待我们用自主技术助力中国科技摆脱对国外厂商的依赖。”
标准化是量产制造前的重中之重，四大因素成为工作困扰
众所周知，在PEM技术应用发展的过程中，已经实现了从无到有，而现在是一个从有到优的过程，这个过程中标准化的工作要求相当迫切。无论是在燃料电池还是电解水制氢，PEM都要从降本和增效两个方面去入手，落实到碳纸领域主要就是六个问题：原材料的全国产化、生产设备的自研国产化、设备工艺能耗控制、水气管理能力、抗老化能力以及产品均一性。
这六个问题的探索过程中，批量化制造离不开技术标准化和管理标准化。据业内人士向势银能链反馈到，目前现有的针对碳纸相关的标准方法主要是集中在国标GB/T 20042.7-2014这一块，以及部分的国际标准的整合，其实量是非常少的，而且有一个很重要的问题，这些标准的测试方法是从燃料电池中分离出来的，在实际的生产以及运用测试的过程中，适用性不太强。总体来看，现下碳纸标准化工作面临的困扰大致有四个因素——
名称概念：有业内资深工作人员提及工作初期，大约有一年的时间在给大家科普原纸、碳纸、气体扩散层、MPL，过程中会有很多的误解以及沟通上的障碍，在国产化产品批量化生产及应用的发展中这些概念的定性是非常重要的；
测试方法：现有国标的测试方法在实际的工作中对材料行业的适用性并不是很强，需要有更好的、更完善的测试方法；
评价标准：针对材料耐久性、亲疏水性和透气性，缺少合适且统一的评价标准。例如如何评价碳纸的耐久性，目前尚缺乏一套非常完整或是能获得业内公认的方案；到底接触角的变化程度是否可以完全准确的表达出碳纸的亲疏水性；国外关于透气性的测试方法以及相关的单位和国内都不太相同，无论在燃料电池汽车的相关系统录入过程中，还是企业在做相关的标准或者实际跟客户沟通的过程中都会存在相关问题；
质量体系：需探索以精益制造为目标的作业标准化，这样生产出来的批量化的材料产品，其均一性、稳定性、性能才能够得到非常好的保证。
正是这些标准的不完善，使得碳纸在国内批量化发展进程较慢，但本土化的推进仍是企业们必须要走的一条难而正确之路。国家上层也已及时感知产业难点，积极推进整个氢能标准化的发展，并于今年8月，国家标准化管理委员会、国家发展和改革委员会、工业和信息化部等6部门联合发布《氢能产业标准体系建设指南（2023版）》。这也是国家层面首个氢能全产业链标准体系建设指南。其中，在质子交换膜燃料电池第7部分专门提出了炭纸特性测试方法。
此外，在今年7月，燃料电池汽车碳纸先进产品评价体系研讨会顺利召开。会中，中科院大连化学物理研究所侯明教授、碳纸测评工作组组长焦道宽博士、航天206所合肥研发中心碳基材料团队等一众业内专家对碳纸进行探讨，给出针对燃料电池碳纸测试新国标的意见。
有业内人士说道，当前整个产业还是要“标准先行”，标准需伴着发展趋势同步而行，才能使氢能产业更加健康，质量更高、更安全。随着国家标准体系建设指南的发布，相信碳纸标准化的落地就在眼前，这一困扰的顺利解决必将在未来推动该领域批量制造的倍道而进，国产碳纸陆续加重份额的局面也会随之而来。
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