內容概要:氣體擴散層行業發展與燃料電池市場需求具有相關性。近年來,為了實現節能減排的目標,我國政府出臺了多項政策積極推動燃料電池車的研發和商業化。如2024年12月,工業和信息化部、國家發展改革委、國家能源局聯合印發了《加快工業領域清潔低碳氫應用實施方案》,其中提出加快氫燃料電池車應用,高質量推進燃料電池汽車示范城市群建設,加快車輛推廣和氫能供給體系建設,推動氫燃料電池汽車產業鏈技術、產品迭代開發應用。在政策的推動下,我國氫燃料電池車得到快速發展,進而拉動氣體擴散層行業市場規模增長。2024年中國氣體擴散層行業市場規模達到12.58億元,同比上漲52.4%。
相關上市企業:金博股份(688598)、億華通(688339)、億華通(688339)、國鴻氫能(09663)、雄韜股份(002733)、金發科技(600143)、吉林化纖(000420)、光威復材(300699)、中復神鷹(688295)、恒神股份(832397)等。
相關企業:深圳市通用氫能科技有限公司、江蘇清能新能源技術股份有限公司、上海河森電氣有限公司、上海濟平新能源科技有限公司、廣東氫發新材料科技有限公司、江蘇天鳥高新技術股份有限公司、碳能科技股份有限公司、山東仁豐特種材料股份有限公司、上海嘉資新材料有限公司等。
關鍵詞:氣體擴散層行業產業鏈、氣體擴散層行業市場規模、碳纖維行業產量、碳纖維紙行業市場規模、碳纖維布行業市場規模
一、氣體擴散層行業相關概述
?氣體擴散層(GDL)是燃料電池(如質子交換膜燃料電池PEMFC)和電解槽中的核心組件,位于催化劑層與雙極板之間。其核心功能是為氣態反應物(如氫氣、氧氣)提供均勻擴散通道,同時排出液態水、傳導電子和熱量,并支撐催化劑層結構。氣體擴散層通常由基底層(MPS,單層結構)或者覆有一層較薄的微孔碳層的碳紙或者碳布(基底層,雙層結構)組成。基底層直接與氣流通道接觸,用作氣體分散體和集電體。基底層以上是較薄的微孔層,含有碳粉和疏水劑,主要管理液態水和水蒸氣的流動。
基底層是氣體擴散層的核心,其所涉及的材料主要包括四類:碳纖維紙、碳纖維編織布、無紡布及炭黑紙。其中碳纖維紙、碳纖維編織布是目前主要的應用材料。有研究表明,在濕度較低的條件下,碳紙的效果比碳布要好,原因是碳紙的結構比碳布更曲折,阻止了水分流失,降低了歐姆損耗。在濕度較高的條件下,低電流密度(低于0.6A/cm2)條件下,二者效果無差異,高電流密度(高于0.6A/cm2)條件下,碳布的效果比碳紙要好,原因是碳布比碳紙更具多孔結構和較低的彎曲度,表面粗糙,有利于水的分離。
二、氣體擴散層行業產業鏈
從產業鏈來看,氣體擴散層行業上游主要是指原材料供應商,他們主要提供碳纖維、碳紙、碳布等核心原材料,這些原材料的質量和性能直接影響著氣體擴散層的制備與性能表現。隨著氣體擴散層市場的持續擴大,上游供應商也在不斷提升產品品質和技術水平,以滿足日益增長的市場需求。中游環節則聚集了氣體擴散層的生產制造企業,他們利用上游提供的原材料,通過一系列復雜而精細的工藝制備出高質量的氣體擴散層產品。下游則是氣體擴散層的應用領域,主要集中在燃料電池、PEM電解槽等領域。隨著新能源汽車和分布式能源等領域的蓬勃發展,燃料電池市場呈現出迅猛的增長態勢,對氣體擴散層的需求也持續攀升。同時,PEM電解槽等領域也對氣體擴散層提出了更高的要求,推動了行業的不斷進步。
碳纖維紙是一種廣泛應用于PEMFC電極中的氣體擴散層材料,它不僅具有均勻的多孔質薄層結構,而且具備優異的導電性、化學穩定性和熱穩定性。碳纖維紙是使用碳纖維或活性碳纖維與其它植物或非植物纖維混合生產的具有特殊性能的功能紙。我國是碳纖維生產大國,行業供給能力穩步提升,碳纖維紙主要原材料供應日益充足。數據顯示,2024年中國碳纖維產量達到59044噸,同比上漲8.2%;碳纖維紙市場規模達到6.2億元,同比上漲6.9%。
由于碳纖維紙脆性大,缺乏柔性,在制備電極的過程中易被損壞,因此在PEMFC電極中使用較多的氣體擴散層基底材料還有碳纖維編織布。它沒有碳纖維紙那樣的機械脆性,具有彎曲性能,依賴于纖維結構和編織工藝;還具有一定的抗壓性能,有利于通過加壓的辦法來改善它與電解質或催化劑層的電接觸。近年來,碳纖維布在我國展現出強勁的發展勢頭和廣闊的應用前景,其卓越的物理特性使其成為多個產業領域轉型升級的關鍵材料,行業市場規模不斷擴大。據統計,2024年中國碳纖維布行業市場規模為77.13億元,同比上漲19.0%。
近年來,國家戰略規劃明確提出,要加快規劃新能源體系建設,力爭在2060年前實現“碳中和”目標。作為達成這一目標的關鍵路徑,氫能的戰略價值日益凸顯。其中,氫燃料電池技術作為氫能轉化為電能的核心樞紐,不僅是氫能在交通領域應用的重要技術路線,更在國家能源戰略布局中占據關鍵地位。隨著政策落地和技術突破,氫燃料電池有望在交通、工業、能源等領域實現規模化應用,助力碳中和目標實現。數據顯示,2020年中國氫燃料電池行業市場規模達到15億元,到了2024年行業市場規模增長至59.9億元。隨著氫燃料電池的發展,作為其關鍵組件的氣體擴散層也隨之不斷發展。
相關報告:智研咨詢發布的《中國氣體擴散層(GDL)行業市場發展規模及未來趨勢研判報告》
三、氣體擴散層行業發展現狀
氣體擴散層行業發展與燃料電池市場需求具有相關性。近年來,為了實現節能減排的目標,我國政府出臺了多項政策積極推動燃料電池車的研發和商業化。如2024年12月,工業和信息化部、國家發展改革委、國家能源局聯合印發了《加快工業領域清潔低碳氫應用實施方案》,其中提出加快氫燃料電池車應用,高質量推進燃料電池汽車示范城市群建設,加快車輛推廣和氫能供給體系建設,推動氫燃料電池汽車產業鏈技術、產品迭代開發應用。在政策的推動下,我國氫燃料電池車得到快速發展,進而拉動氣體擴散層行業市場規模增長。2024年中國氣體擴散層行業市場規模達到12.58億元,同比上漲52.4%。
四、氣體擴散層行業競爭格局
?氣體擴散層是氫燃料電池電堆的關鍵材料,多年來被美國Avcarb、日本東麗、日本三菱化學等國外企業所壟斷。雖然國內已有數家企業投入到氣體擴散層開發行列,但整體來看研發時間尚短,仍然普遍存在厚度偏差大、批次穩定性和一致性不足等“通病”,導致國產化進程推進不理想。根據高工氫電產業研究所(GGII)數據統計,2023年氣體擴散層國產化率不足10%,2024年該比例有望提升,但仍然是燃料電池核心材料中國產化率最低的材料。目前,我國氣體擴散層主要企業包括碳能科技股份有限公司、山東仁豐特種材料股份有限公司、湖南金博碳素股份有限公司、上海嘉資新材料有限公司、深圳市通用氫能科技有限公司等。
1、湖南金博碳素股份有限公司
湖南金博碳素股份有限公司成立于2005年6月,主要從事先進碳基材料及產品的研發、生產和銷售。近年來,公司基于碳基材料底層通用技術,不斷拓展碳基材料的應用領域,目前已完成在光伏、半導體、交通、鋰電、氫能五大領域的產業布局,致力于成為世界一流的先進碳基材料研發與產業平臺,使公司成長為具有全球競爭力的先進碳基材料制造商與供應商。2025年上半年公司實現營業收入4.11億元,同比上漲19.69%;歸母凈利潤虧損1.68億元,同比下降62.64%。整體來看,公司增收不增利。
在氣體擴散層領域,公司依托在碳基材料領域的技術積累,開發了氣體擴散層用碳紙、氣體擴散層材料、高強度高導電柔性碳基雙極板等產品。其中,碳紙、氣體擴散層技術性能已達國際領先水平,相關產品已通過國內多家頭部膜電極、電堆、電解槽企業驗證并批量交付,成為國內某知名氫燃料電池系統制造商氣體擴散層的定點供應商。
2、深圳市通用氫能科技有限公司
?深圳市通用氫能科技有限公司成立于2018年,是中國華電集團有限公司下屬華電重工股份有限公司控股的國家高新技術企業。公司積極融入國家“雙碳”戰略布局,持續致力于氫能關鍵材料氣體擴散層、質子交換膜等的研發與批量化制造。解決PEM電解水制氫和燃料電池領域的“卡脖子“問題,通過關鍵材料的降本增效來助力我國氫能產業的快速發展。公司標準化卷材產品主要適用于燃料電池和PEM電解水制氫裝置,車規級產品性能達到國際先進水平。公司承擔多項國家級和省部級科研任務,從產品的工藝、制備、設備等多方面進行知識產權布局,累計申請知識產權60余項,已獲得發明專利10余項。已建成完整的測試平臺,可實現從原材料到成品的全方位檢測。目前可實現氣體擴散層年產能110萬平,質子交換膜年產能10萬平,已獲得IATF16949、ISO9001、ISO14001、ISO45001質量管理體系認證。與六十多家企業達成合作并為多家國內外頭部企業供貨。
五、氣體擴散層行業發展趨勢
1、技術創新引領性能突破
在國內,氣體擴散層作為質子交換膜燃料電池(PEMFC)的關鍵組件,其性能對電池效率與壽命影響重大。未來,隨著納米技術在國內的深入發展,有望進一步改善氣體擴散層微觀結構,如精準調控微孔尺寸與分布,實現更高效的物質傳輸。而且,更多新型低成本、高性能材料將不斷涌現,像具有特殊取向結構的碳纖維材料,有望顯著提升氣體擴散層的機械性能與導電性能,推動中國氣體擴散層技術邁向國際領先水平。
2、成本降低成為關鍵
氣體擴散層原材料成本居高不下,像碳纖維等原材料,對整體生產成本影響較大。隨著市場對燃料電池成本降低的需求愈發迫切,氣體擴散層行業必然會通過技術革新、規模化生產以及優化供應鏈等方式來降低成本。在技術革新方面,開發更高效的生產工藝,提高原材料利用率;規模化生產則可憑借規模效應,降低單位產品的生產成本;優化供應鏈,與優質供應商建立長期穩定合作,降低采購成本,以此增強產品在市場中的競爭力。
3、市場競爭格局多元化發展
當前,氣體擴散層市場集中度高,少數國外大型企業主導市場。未來,隨著行業的快速發展,不斷有新企業涌入,市場競爭將愈發激烈。新企業憑借在技術創新、成本控制或服務模式等方面的差異化優勢,有可能打破現有市場格局。中國企業在面對美國關稅政策等挑戰時,通過重構全球供應鏈布局、開拓新興市場、加強技術創新等方式,逐步提升在國際市場的競爭力,推動市場競爭格局朝著更加多元化的方向發展。
以上數據及信息可參考智研咨詢(m.jwnclean.com)發布的《中國氣體擴散層(GDL)行業市場發展規模及未來趨勢研判報告》。智研咨詢是中國領先產業咨詢機構,提供深度產業研究報告、商業計劃書、可行性研究報告及定制服務等一站式產業咨詢服務。您可以關注【智研咨詢】公眾號,每天及時掌握更多行業動態。
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2026-2032年中國氣體擴散層(GDL)行業市場發展規模及未來趨勢研判報告
《2026-2032年中國氣體擴散層(GDL)行業市場發展規模及未來趨勢研判報告 》共七章,包含全球及中國氣體擴散層(GDL)企業案例解析,中國氣體擴散層(GDL)政策環境及發展潛力,中國氣體擴散層(GDL)投資策略及規劃建議等內容。
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