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帝人公司預(yù)計，其新的GDL將有助于實現(xiàn)更小、功能更強、成本更低的燃料電池單元，對這種燃料電池的需求也正在擴大。

帝人新GDL的橫截面

背景介紹

GDL是一種用于燃料電池內(nèi)部的部件，它主要用于將氫氣和空氣作為燃料提供給電極(催化劑)，收集電極上化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電子，保留電解質(zhì)膜中的水分并排出產(chǎn)生的水分。作為一種具備多種作用的多功能材料，GDL除了透氣性和導(dǎo)電性之外，還需要滿足耐酸性和機械強度等多種要求，一般使用碳紙和碳布。

在傳統(tǒng)的GDL中，使用了具有導(dǎo)電性和耐久性的碳纖維片材，而為了防止因碳纖維片材的使用而產(chǎn)生的對燃料電池內(nèi)部的催化劑層的損傷和氣體擴散的不平衡，以及伴隨電極的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的水貯存等問題，一般會在GDL上添加使用防水劑等微多孔結(jié)構(gòu)的微多孔層（MPL）。

防水MPL可防止水的積聚，但是增加了GDL的厚度，從而降低了燃料電池的功率性能，同時增加了制造成本。

新款GDL主要特征

帝人利用其在纖維加工技術(shù)方面積累的豐富經(jīng)驗，開發(fā)了PotenCia®碳纖維，這是一種超細(xì)碳纖維，具有纖維長度長和高結(jié)晶度等特點。為了利用碳纖維的導(dǎo)熱性和其他特殊性能，帝人公司的新GDL的50μm橫截面專注于實現(xiàn)燃料電池超薄GDL的可能性。

在新款GDL的開發(fā)中，其微孔結(jié)構(gòu)結(jié)合了帝人公司的PotenCia®超細(xì)碳纖維和Twaron®對位芳綸纖維，在制造過程中將兩者結(jié)合在一起，通過采用專有的造紙技術(shù)加速了制造過程。

PotenCia®碳纖維使新型GDL能夠在不損壞燃料電池內(nèi)部催化劑層的情況下實現(xiàn)優(yōu)異的導(dǎo)電性，而Twaron®芳綸纖維則有助于提高耐久性和防水性。因此，不需要傳統(tǒng)的微孔層，這使得新的GDL可以減薄至50微米，不到傳統(tǒng)GDL厚度的一半。新的GDL預(yù)計還將通過縮短制造過程以及減少所需的原材料用量來降低生產(chǎn)成本。

帝人目前正在驗證GDL的氣體擴散性和導(dǎo)熱性，這兩項都是高性能GDL所不可或缺的，同時也有助于減少環(huán)境影響。與此同時，帝人計劃與其他公司合作，開發(fā)可使用GDL的新材料，如電極膜，這些公司與公司愿景相同，即實現(xiàn)更小、功能更強的燃料電池。