質子交換膜、催化劑、氣體擴散層是氫燃料電池和PEM電解槽的關鍵零部件，作為業內普遍認同的三大難點材料，催化劑和質子交換膜已陸續實現國產自主。

而碳紙作為氣體擴散層的基材，是制約我國氫燃料電池領域發展的核心基礎材料之一，受制于碳纖維、碳纖維原紙、石墨化和后處理等復雜工藝及裝備，國內較難實現大規模量產碳紙。因此，碳紙也被業內稱之為氫能燃料電池核心材料國產化的“最后一個壁壘”。

資金涌入+產線擴張，本土化碳紙走進起跑線

碳紙通常位于燃料電池的電極和雙極板之間，起到收集電流、傳導氣體、排出反應產物水、支撐和穩定電極結構等作用。碳紙需要具備良好化學穩定性、熱穩定性、導電性以及機械強度，由于技術難度較高，目前國內市場大多數碳紙使用的是進口產品，因此打破日本東麗、韓國JNTG、美國AvCarb、德國SGL等巨頭的壟斷，正成為國內企業需要努力的首要目標。

作為技術密集型產業，氫能難以離開資本市場的支持。進入2023年，國內資本在投入氫能各個環節后，也開始重視起碳紙這一環節的作用，眾企業開始加大力度投入產品研發和產線下線中。

融資動態方面：1月，上海碳際完成了數千萬元A輪融資，此輪融資由武岳峰資本獨家投資。據悉，該輪融資資金主要用于制造工廠能力與質量提升、新產品開發、團隊建設和市場營銷等。

圖源：上海碳際

隨后，上海碳際于今年5月順利完成千萬級A+輪融資，此輪融資由上海科創系的海望資本獨家投資。本次融資資金將用于加大產品技術研發投入、加快原紙合資工廠建設、持續提升產品質量和市場服務能力。

9月，國科領纖宣布完成千萬級天使輪融資，由麟閣創投與戈壁創投共同領投，小飯桌創投、常州偉馳基金跟投，該輪融資資金將用于碳纖維原紙和碳紙產線建設。

產線方面：3月16日，上海碳際GDL量產線正式投產，其研發的氣體擴散層產品已基本達到了穩定量產狀態；同月，美錦氫能總部基地正式開工建設，項目建成后將成為國內首個國產碳紙產業基地，以加速擺脫卡脖子的束縛。

美錦氫能（大興）總部基地（圖源：中建科技）

值得一提的是，過去的碳紙生產技術基本由國外掌握，國外發達國家由于碳纖維工業發展比較早，成本較低，碳紙的生產工藝技術成熟進程較快。PEMFC多孔氣體擴散電極的關鍵材料碳紙的研制水平較高，并能批量供貨的主要日本東麗、韓國JNTG、德國SGL、德國科德寶等少數幾家公司，也掌握著許多關于燃料電池的碳紙和多孔碳電極基材料的專利，其中以日本公司專利為多。

除了上述部分國內企業，通用氫能、嘉資新材、仁豐特材、佛山綠動、中國紙院、金博股份的相關布局也正在穩步推進中，選手們凝心聚力共推本土化碳紙走進量產起跑線，現下再度直面國外玩家也并非像早期那般“強大”。

有企業創始人表示：“國內碳紙和氣體擴散層產品基本由國外廠商壟斷，但由于全球燃料電池市場規模并不大，國外廠商的實際量產能力和量產經驗其實比較有限，他們很多也是在中國市場開展示范驗證的。正是基于此判斷，國內才更要勇敢地踏上自主創業的道路，業內都很期待我們用自主技術助力中國科技擺脫對國外廠商的依賴。”

標準化是量產制造前的重中之重，四大因素成為工作困擾

眾所周知，在PEM技術應用發展的過程中，已經實現了從無到有，而現在是一個從有到優的過程，這個過程中標準化的工作要求相當迫切。無論是在燃料電池還是電解水制氫，PEM都要從降本和增效兩個方面去入手，落實到碳紙領域主要就是六個問題：原材料的全國產化、生產設備的自研國產化、設備工藝能耗控制、水氣管理能力、抗老化能力以及產品均一性。

這六個問題的探索過程中，批量化制造離不開技術標準化和管理標準化。據業內人士向勢銀能鏈反饋到，目前現有的針對碳紙相關的標準方法主要是集中在國標GB/T 20042.7-2014這一塊，以及部分的國際標準的整合，其實量是非常少的，而且有一個很重要的問題，這些標準的測試方法是從燃料電池中分離出來的，在實際的生產以及運用測試的過程中，適用性不太強。總體來看，現下碳紙標準化工作面臨的困擾大致有四個因素——

名稱概念：有業內資深工作人員提及工作初期，大約有一年的時間在給大家科普原紙、碳紙、氣體擴散層、MPL，過程中會有很多的誤解以及溝通上的障礙，在國產化產品批量化生產及應用的發展中這些概念的定性是非常重要的；

測試方法：現有國標的測試方法在實際的工作中對材料行業的適用性并不是很強，需要有更好的、更完善的測試方法；

評價標準：針對材料耐久性、親疏水性和透氣性，缺少合適且統一的評價標準。例如如何評價碳紙的耐久性，目前尚缺乏一套非常完整或是能獲得業內公認的方案；到底接觸角的變化程度是否可以完全準確的表達出碳紙的親疏水性；國外關于透氣性的測試方法以及相關的單位和國內都不太相同，無論在燃料電池汽車的相關系統錄入過程中，還是企業在做相關的標準或者實際跟客戶溝通的過程中都會存在相關問題；

質量體系：需探索以精益制造為目標的作業標準化，這樣生產出來的批量化的材料產品，其均一性、穩定性、性能才能夠得到非常好的保證。

正是這些標準的不完善，使得碳紙在國內批量化發展進程較慢，但本土化的推進仍是企業們必須要走的一條難而正確之路。國家上層也已及時感知產業難點，積極推進整個氫能標準化的發展，并于今年8月，國家標準化管理委員會、國家發展和改革委員會、工業和信息化部等6部門聯合發布《氫能產業標準體系建設指南（2023版）》。這也是國家層面首個氫能全產業鏈標準體系建設指南。其中，在質子交換膜燃料電池第7部分專門提出了炭紙特性測試方法。

此外，在今年7月，燃料電池汽車碳紙先進產品評價體系研討會順利召開。會中，中科院大連化學物理研究所侯明教授、碳紙測評工作組組長焦道寬博士、航天206所合肥研發中心碳基材料團隊等一眾業內專家對碳紙進行探討，給出針對燃料電池碳紙測試新國標的意見。

有業內人士說道，當前整個產業還是要“標準先行”，標準需伴著發展趨勢同步而行，才能使氫能產業更加健康，質量更高、更安全。隨著國家標準體系建設指南的發布，相信碳紙標準化的落地就在眼前，這一困擾的順利解決必將在未來推動該領域批量制造的倍道而進，國產碳紙陸續加重份額的局面也會隨之而來。