一、标准编号及标准名称
由中国国际科技促进会归口管理、中国华电科工集团有限公司提出的《质子交换膜燃料电池用炭纸》(T/CI 876-2025)团体标准,于2025年1月20日正式发布实施。
二、标准制定背景
炭纸是一种质子交换膜燃料电池中的核心材料,水气传输、电子传导、支撑保护质子交换膜、传递热量的关键作用,对于质子交换膜的性能十分关键。但由于炭纸的生产工艺和性能特点不同,导致市场上存在各种不同规格参数的炭纸,产品质量也参差不齐,这给下游的膜电极厂商和电堆厂商使用炭纸造成很大的阻碍。目前,尚没有质子交换膜燃料电池用炭纸现行标准,因此,通过制定质子交换膜燃料电池用炭纸的技术规格和标准,可以为炭纸生产企业采购及生产使用提供明确的指导,实现炭纸产品的标准化、规范化和统一化,促进炭纸产品在质子交换膜燃料电池行业应用过程中的质量稳定和性能提升,并为炭纸产品的应用提供基准标尺。
三、标准制定的必要性
本标准对质子交换膜燃料电池用炭纸的术语和定义、技术要求、测试准备、测试方法、检验规则、标识、包装、运输、储存等方面进行规范和指导,其涵盖了炭纸的外观质量、物理性能指标、化学性质等多个方面,旨在确保炭纸产品用在质子交换膜燃料电池上的安全、可靠和稳定性。本文件对质子交换膜燃料电池用炭纸的厚度均匀性、机械强度、电阻率、透气性能等指标进行规定,对于保证质子交换膜燃料电池用炭纸的使用及推动质子交换膜燃料电池产业的发展,提高炭纸制品的质量和性能具有重要意义。
四、编制过程
本标准在起草过程中根据各阶段标准任务的工作要求,组织了相关领域的调研,并召开了多次的研讨会,通过对标准内容进行多次的修改和完善,形成了目前的标准文本。主要编制过程包括以下几个阶段:
(一)立项调研阶段
本文件项目于2023年6月初由中国华电科工集团有限公司牵头对质子交换膜燃料电池用炭纸的参数指标进行了调研。经中国国际科技促进会预研批准后,同年11月23日在全国团体标准信息平台立项公示。2024年1月30日组织标准编制启动会,成立标准编制组。经实际的行业调研,初步确认了标准的主要内容、工作思路和阶段任务。
(二)研讨阶段
本标准制定过程中进行了两次研讨:
2024年2月1日-2024年3月10日,进行第一次研讨。针对本文件制定的主体对象为碳纤维原纸或炭纸,进行了研讨和意见征集,共收到17家标准参与单位的意见,通过研讨确认标准主体对象为炭纸后,进行标准讨论稿的编制。
2024年3月15日-2024年5月15日完成标准讨论稿的编制,于2024年5月20日-2024年6月30日进行第二轮研讨,对讨论稿进行意见征集,针对标准内容、指标等进行充分的研讨和意见征集,共征集到反馈意见31条,并通过对标准涉及的材料进行实测分析,研究制定了相关的技术指标,完成标准讨论稿定稿形成标准征求意见稿。
(三)征求意见阶段
2024年8月-2024年9月,进行1个月的公示,公开征求社会意见,共征集到5家单位共14条意见,根据意见对征求意见稿进行汇总整理以及相应的修改完善,形成标准审查稿。
(四)审查与报批阶段
2024年11月,针对标准送审稿,邀请行业专家对标准进行审查,与会专家对《质子交换膜燃料电池用炭纸》进行全面审核并提出专业意见及建议,编制单位根据专家意见修改后形成标准报批稿,中国国际科技促进会标准化工作委员会完成团标报批工作。
五、标准主要内容
本标准拟将形成一个质子交换膜燃料电池用炭纸的体系,为未来质子交换膜燃料电池用炭纸行业发展提供标准的数据支持,并为未来炭纸国家标准的制定奠定基础,更助力了“双碳达标”的国家战略目标,正文部分共分8个部分,内容包括本文件的适用范围,规范性引用文件,术语和定义,技术要求,测试准备,测试方法,检验规则,标识、包装、运输、储存。
六、标准实施意义
由于目前没有质子交换膜燃料电池用炭纸的现行标准,导致市场上存在各种不同规格的炭纸,产品技术规格和质量也参差不齐,给炭纸生产商的生产推广以及下游应用厂商的采购和生产使用带来了很大的困难。因此,制定《质子交换膜燃料电池用炭纸》标准,对于规范炭纸产品在质子交换膜燃料电池行业的秩序、改进生产工艺、提高产品质量,促进我国质子交换膜燃料电池行业的发展,满足质子交换膜燃料电池市场的需要等将产生极其重要的影响。
七、主要实践与应用
中国华电科工集团有限公司打造了“华电氢能”工业产品品牌,致力于构建“技术权威塑造+场景价值传递+行业生态共建”三位一体的氢能行业标杆品牌。在技术布局方面,形成了关键材料、核心装备和氢能场景化解决方案的全产业链,在技术攻关、装备制造、中试验证、场景示范等方面取得了优异成绩。旗下深圳市通用氢能科技有限公司,作为专业的氢能材料研制厂商,是国内第一家实现炭纸和气体扩散层“卷对卷”批量化制造的企业,率先打破了国外技术垄断。通用氢能在炭纸和气体扩散层方面,形成了以燃料电池、电解水为主要应用需求方向的产品,产品规格覆盖140μm-400μm,并建成了当前国内最大的炭纸和气体扩散层量产产线,产能达110万m2/年,建立了标准化的集材料分析-检测-开发-小试-中试-量产-应用验证的研制开发平台。针对炭纸和气体扩散层的检测分析,形成了厚度、拉伸强度、弯曲挺度、电阻测试、导热测试、压缩特性测试、透气性能测试、粗糙度测试、接触角测试、表面形貌分析、微观结构分析等材料基本特性标准化测试分析手段和设备技术能力,并针对炭纸和气体扩散层探索开发了离线加速耐久性系统评测方法。同时,通用氢能结合质量标准体系和炭纸技术要求,形成了完善的炭纸质量管控能力,为行业提供更高性能、更高质量的产品提供了强有力的保障。
八、小结
该标准的发布,标志着我国在该燃料电池关键基础材料领域标准化建设取得重要突破。该标准系统性地规范了炭纸的术语定义、技术要求、测试方法、检验规则及包装储运等全流程,进一步完善了行业发展的标准。其核心价值在于:通过建立统一的技术标尺,解决了市场产品规格不一、质量参差的痛点,有效指导了炭纸的规范化生产和品质控制;为下游应用提供了明确可靠的材料选型与评价依据,促进了产业链上下游的顺畅协同;构建了权威的检测评价基础,支撑了行业质量监督体系的形成。更重要的是,该标准通过确保炭纸这一核心材料的性能与可靠性,为提升质子交换膜燃料电池的整体性能和质量、推动其产业化进程提供了关键保障。
由中国国际科技促进会归口管理、中国华电科工集团有限公司提出的《质子交换膜燃料电池用炭纸》(T/CI 876-2025)团体标准,于2025年1月20日正式发布实施。
二、标准制定背景
炭纸是一种质子交换膜燃料电池中的核心材料,水气传输、电子传导、支撑保护质子交换膜、传递热量的关键作用,对于质子交换膜的性能十分关键。但由于炭纸的生产工艺和性能特点不同,导致市场上存在各种不同规格参数的炭纸,产品质量也参差不齐,这给下游的膜电极厂商和电堆厂商使用炭纸造成很大的阻碍。目前,尚没有质子交换膜燃料电池用炭纸现行标准,因此,通过制定质子交换膜燃料电池用炭纸的技术规格和标准,可以为炭纸生产企业采购及生产使用提供明确的指导,实现炭纸产品的标准化、规范化和统一化,促进炭纸产品在质子交换膜燃料电池行业应用过程中的质量稳定和性能提升,并为炭纸产品的应用提供基准标尺。
三、标准制定的必要性
本标准对质子交换膜燃料电池用炭纸的术语和定义、技术要求、测试准备、测试方法、检验规则、标识、包装、运输、储存等方面进行规范和指导,其涵盖了炭纸的外观质量、物理性能指标、化学性质等多个方面,旨在确保炭纸产品用在质子交换膜燃料电池上的安全、可靠和稳定性。本文件对质子交换膜燃料电池用炭纸的厚度均匀性、机械强度、电阻率、透气性能等指标进行规定,对于保证质子交换膜燃料电池用炭纸的使用及推动质子交换膜燃料电池产业的发展,提高炭纸制品的质量和性能具有重要意义。
四、编制过程
本标准在起草过程中根据各阶段标准任务的工作要求,组织了相关领域的调研,并召开了多次的研讨会,通过对标准内容进行多次的修改和完善,形成了目前的标准文本。主要编制过程包括以下几个阶段:
(一)立项调研阶段
本文件项目于2023年6月初由中国华电科工集团有限公司牵头对质子交换膜燃料电池用炭纸的参数指标进行了调研。经中国国际科技促进会预研批准后,同年11月23日在全国团体标准信息平台立项公示。2024年1月30日组织标准编制启动会,成立标准编制组。经实际的行业调研,初步确认了标准的主要内容、工作思路和阶段任务。
(二)研讨阶段
本标准制定过程中进行了两次研讨:
2024年2月1日-2024年3月10日,进行第一次研讨。针对本文件制定的主体对象为碳纤维原纸或炭纸,进行了研讨和意见征集,共收到17家标准参与单位的意见,通过研讨确认标准主体对象为炭纸后,进行标准讨论稿的编制。
2024年3月15日-2024年5月15日完成标准讨论稿的编制,于2024年5月20日-2024年6月30日进行第二轮研讨,对讨论稿进行意见征集,针对标准内容、指标等进行充分的研讨和意见征集,共征集到反馈意见31条,并通过对标准涉及的材料进行实测分析,研究制定了相关的技术指标,完成标准讨论稿定稿形成标准征求意见稿。
(三)征求意见阶段
2024年8月-2024年9月,进行1个月的公示,公开征求社会意见,共征集到5家单位共14条意见,根据意见对征求意见稿进行汇总整理以及相应的修改完善,形成标准审查稿。
(四)审查与报批阶段
2024年11月,针对标准送审稿,邀请行业专家对标准进行审查,与会专家对《质子交换膜燃料电池用炭纸》进行全面审核并提出专业意见及建议,编制单位根据专家意见修改后形成标准报批稿,中国国际科技促进会标准化工作委员会完成团标报批工作。
五、标准主要内容
本标准拟将形成一个质子交换膜燃料电池用炭纸的体系,为未来质子交换膜燃料电池用炭纸行业发展提供标准的数据支持,并为未来炭纸国家标准的制定奠定基础,更助力了“双碳达标”的国家战略目标,正文部分共分8个部分,内容包括本文件的适用范围,规范性引用文件,术语和定义,技术要求,测试准备,测试方法,检验规则,标识、包装、运输、储存。
六、标准实施意义
由于目前没有质子交换膜燃料电池用炭纸的现行标准,导致市场上存在各种不同规格的炭纸,产品技术规格和质量也参差不齐,给炭纸生产商的生产推广以及下游应用厂商的采购和生产使用带来了很大的困难。因此,制定《质子交换膜燃料电池用炭纸》标准,对于规范炭纸产品在质子交换膜燃料电池行业的秩序、改进生产工艺、提高产品质量,促进我国质子交换膜燃料电池行业的发展,满足质子交换膜燃料电池市场的需要等将产生极其重要的影响。
七、主要实践与应用
中国华电科工集团有限公司打造了“华电氢能”工业产品品牌,致力于构建“技术权威塑造+场景价值传递+行业生态共建”三位一体的氢能行业标杆品牌。在技术布局方面,形成了关键材料、核心装备和氢能场景化解决方案的全产业链,在技术攻关、装备制造、中试验证、场景示范等方面取得了优异成绩。旗下深圳市通用氢能科技有限公司,作为专业的氢能材料研制厂商,是国内第一家实现炭纸和气体扩散层“卷对卷”批量化制造的企业,率先打破了国外技术垄断。通用氢能在炭纸和气体扩散层方面,形成了以燃料电池、电解水为主要应用需求方向的产品,产品规格覆盖140μm-400μm,并建成了当前国内最大的炭纸和气体扩散层量产产线,产能达110万m2/年,建立了标准化的集材料分析-检测-开发-小试-中试-量产-应用验证的研制开发平台。针对炭纸和气体扩散层的检测分析,形成了厚度、拉伸强度、弯曲挺度、电阻测试、导热测试、压缩特性测试、透气性能测试、粗糙度测试、接触角测试、表面形貌分析、微观结构分析等材料基本特性标准化测试分析手段和设备技术能力,并针对炭纸和气体扩散层探索开发了离线加速耐久性系统评测方法。同时,通用氢能结合质量标准体系和炭纸技术要求,形成了完善的炭纸质量管控能力,为行业提供更高性能、更高质量的产品提供了强有力的保障。
八、小结
该标准的发布,标志着我国在该燃料电池关键基础材料领域标准化建设取得重要突破。该标准系统性地规范了炭纸的术语定义、技术要求、测试方法、检验规则及包装储运等全流程,进一步完善了行业发展的标准。其核心价值在于:通过建立统一的技术标尺,解决了市场产品规格不一、质量参差的痛点,有效指导了炭纸的规范化生产和品质控制;为下游应用提供了明确可靠的材料选型与评价依据,促进了产业链上下游的顺畅协同;构建了权威的检测评价基础,支撑了行业质量监督体系的形成。更重要的是,该标准通过确保炭纸这一核心材料的性能与可靠性,为提升质子交换膜燃料电池的整体性能和质量、推动其产业化进程提供了关键保障。