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新能源及节能技术

需求背景

在燃料电池中，膜电极是核心部件，膜电极是由质子交换膜、催化剂、气体扩散层构成，气体扩散层材料主要是碳纸，位于膜电极两端，其作用一是支撑质子交换膜，二是涂挂催化剂，三是连接膜电极与双极板。

燃料电池碳纸（也称为碳布），是以短切碳纤维为原料制造而成，具有机械强度好、质量轻、孔隙率高、透气性优，以及优良的导电性、耐高温性、抗氧化性、耐腐蚀性等特点。

碳纸（碳布），又称为碳纤维纸（布），是燃料电池实验的专用材料，即气体扩散层，气体扩散层为燃料电池的心脏-膜电极组 (MEA) 中一项不可或缺的材料, 它扮演着MEA与双极板之间的沟通桥梁角色。

其主要功能包括:

1. 引导气体从石墨板的导流沟槽到触煤层；

2. 顺利把反应式产生物-水排除于触媒层之外，避免淹水问题；

3. 电流的传导器；

4. 在燃料电池反应时具散热功能；

5. 足够的强度支撑MEA当其因为吸水过多而变形时。

需解决的主要技术难题

表面比较光滑，摩擦力比较小，安装在电池内部比较容易脱落；

耐腐蚀性较差，防水效果不佳，长时间的使用容易损坏；

目前，碳纸作为新能源领域的新材料，仍然处于大规模生产的初级阶段，不同国家不同的碳纸制造商，因为技术与工艺的差异，对碳纸产品的技术参数尚未达成统一。国内多数企业参考《GB/T *** 质子交换膜燃料电池 第7部分碳纸特性测试方法》的要求，结合各自工艺水平，对碳纸材料从拉伸、压缩、弯曲、剥离多个方面进行测试评估。

期望实现的主要技术目标

对碳纸材料进行拉伸、压缩、三点弯曲和剥离强度测试，可以有效检验碳纸强度，在碳纸材料的开发与规模化生产中发挥极为重要的作用。选择合适的夹具，按标准要求设定好试验方法，能够很方便地获取测试数据与曲线，大大提高碳纸力学测试的效率。

需求解析

解析单位：广东省广州市 解析时间：2023-08-14

柯锐鹏

广州市科学技术协会

部长，博士

综合评价

此描述已足够清晰以便于专家进行需求跟进，研发一种韧度更强，耐腐蚀性和防水效果更好，且可以更好地固定在电池内部的碳纸，增强碳纸的使用寿命。

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