中國儲能網(wǎng)訊：
碳纖維在氫儲能領域主要有以下應用：
1. 儲氫瓶制造：
a、增強材料：高壓氣態(tài)儲氫是目前最主要的氣態(tài)儲氫方式，而碳纖維是高壓儲氫瓶的關鍵材料。在儲氫瓶中，碳纖維主要作為增強材料纏繞在內(nèi)膽外部，以提高儲氫瓶的抗壓能力和安全性。例如，Ⅱ型瓶采用鋼制內(nèi)膽，外部用玻璃增強纖維纏繞瓶身直筒部分；Ⅲ型瓶采用金屬內(nèi)膽，外部用碳纖維纏繞整個瓶身，包括直筒和端蓋；Ⅳ型瓶采用塑料內(nèi)膽，同樣用碳纖維纏繞整個瓶身。從Ⅰ型瓶發(fā)展到Ⅳ型瓶，主要目的就是降低氣瓶的壁厚以減重，碳纖維的使用對于實現(xiàn)儲氫瓶的輕量化起著至關重要的作用。
b、提高生產(chǎn)效率：大絲束碳纖維用于纏繞氣瓶，可使氣瓶的纏繞速度提高，有效提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。并且大絲束碳纖維相比小絲束碳纖維，在相同的生產(chǎn)條件下，可大幅提高碳纖維單線產(chǎn)能和質(zhì)量性能。
例如豐田的 FCX V4、FCX Clarity 等和奔馳公司的 B-Cell、F-Cell 等燃料電池汽車，使用的氣瓶工作壓力在 35 - 70MPa 之間。
中復神鷹的 T700 級、T800 級碳纖維均已應用在儲氫氣瓶領域，包括 III 型瓶、IV 型瓶等，其中使用公司 T800 級碳纖維生產(chǎn)的 70MPa III 型瓶組被應用于國內(nèi)唯一實現(xiàn)批量市場示范運營的氫燃料電池乘用車。
光威復材通過干濕法處理工藝生產(chǎn)的碳纖維產(chǎn)品可用于高壓氣瓶的制造，公司 T700s/800s/1000 級碳纖維在氫能領域都有應用。
吉林化纖擁有單線效率最高、規(guī)格排號最全的碳纖維生產(chǎn)基地，已基本實現(xiàn)對軍工、空天、體育、汽車、壓力容器、風電等領域的全覆蓋，2022 年首條 35K 高壓氣瓶纏繞專用大絲束碳化線一次開車成功。
碳纖維在高壓氣態(tài)儲氫瓶的應用以輕量化為目標，提高質(zhì)量密度儲氫比。目前，常采用碳纖維作為產(chǎn)業(yè)化解決儲氫容器輕量化、強度高的材料。
2. 氫燃料電池：
a、氣體擴散層：氣體擴散層是氫燃料電池的關鍵部件之一，位于電極和膜電極組件之間，起到傳輸氣體、排水、導電等作用。碳纖維可以制成氣體擴散層的基材，為燃料電池提供良好的氣體傳輸通道和電子傳導能力，有助于提高燃料電池的性能和效率。
例如，國科領纖新材料（常州）有限公司，專注于碳紙及碳復合材料的生產(chǎn)。該公司已打通從碳原紙到氣體擴散層環(huán)節(jié)的工藝，攻克了碳紙專用粘結(jié)劑配方與適用性工藝設備，實現(xiàn)了碳紙 “點焊接，強粘結(jié)”，并且具備從連續(xù)纖維處理、碳原紙生產(chǎn)、碳紙生產(chǎn)全流程技術、批量化生產(chǎn)的能力，是國內(nèi)碳纖維紙及復合材料領域的自主化先鋒，致力于打破國外企業(yè)在氫燃料電池關鍵材料領域的壟斷。
還有，國氫科技的碳紙產(chǎn)品理化性能卓越，機械強度高，導電性能強，透氣性優(yōu)異，表面平整，厚度精準可控且均一性良好。
b、雙極板：雙極板是氫燃料電池的另一個重要組成部分，用于分隔陽極和陰極的反應氣體，并收集和傳導電流。碳纖維增強復合材料可以用于制造雙極板，具有質(zhì)量輕、強度高、耐腐蝕等優(yōu)點，能夠提高雙極板的性能和使用壽命，同時也有助于降低燃料電池的整體重量。目前主要的制備方法有模壓成型法、注塑成型法和3D 打印法。未來，碳纖維增強雙極板的發(fā)展趨勢將是不斷提高性能、降低成本、實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。同時，隨著燃料電池技術的不斷發(fā)展和應用領域的不斷擴大，對雙極板的性能和功能也將提出更高的要求，例如更高的導電性、更好的氣密性、更強的抗沖擊性等。
例如，雄韜股份的碳纖維復合雙極板已應用于電堆；江蘇集萃碳纖維及復合材料應用技術研究院有限公司在碳纖維雙極板材料方面有著深入的研究和多項專利。該公司公開了一種高溫碳化雙極板材料及其制備方法，材料由石墨纖維、碳納米管、酚醛樹脂、石墨、炭黑、聚乙烯醇等組成，這種雙極板材料具有優(yōu)越的耐高溫、耐腐蝕、機械性能。
