
纖維纏繞氣瓶,被大量應(yīng)用于壓力容器中,碳纖維纏繞氣瓶在氫氣的儲運中發(fā)揮重要的作用。碳纖維之所以被作為儲氫氣瓶纏繞的首選纖維材料,是因為碳纖維表面利于形成機械互鎖的表面粗糙度,同時還能和環(huán)氧樹脂做到增強結(jié)合,最大限度發(fā)揮碳纖維的力學性能,增加高壓儲氫氣瓶的穩(wěn)定性。
單個儲氫瓶需要氫氣量約為5-6kg,平均每儲存1kg氫氣所需CFRP量為10kg,假設(shè)碳纖維材料在CFRP材料中占比60%,即單個儲氫瓶碳纖維用量約為33kg。據(jù)統(tǒng)計,截至2022年底,我國壓力容器目前碳纖維需求量約為1.5萬噸,碳纖維復(fù)合材料需求量為2.5萬噸(按碳纖維質(zhì)量分數(shù)占比60%估算)。
國內(nèi)高壓儲氫氣瓶碳纖維供應(yīng)商主要有中復(fù)神鷹、上海石化、光威復(fù)材等。中復(fù)神鷹是目前國內(nèi)唯一批量供貨車載儲氫瓶碳纖維的企業(yè);上海石化擁有約23萬噸/年的制氫能力,建有兩套氫氣提純裝置,所產(chǎn)氫氣均符合國家氫燃料電池質(zhì)量標準,目前上海石化正積極推進碳纖維用于纏繞氣瓶的制造工藝技術(shù)研發(fā),已在金屬、非金屬內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶方面取得突破性成果;光威復(fù)材采用干濕法生產(chǎn)的T700S級碳纖維可用于纏繞工藝生產(chǎn)(包括儲氫瓶在內(nèi))的高壓氣瓶。
國內(nèi)碳纖維儲氫氣瓶的龍頭企業(yè)是中材科技蘇州有限公司,市場份額超過30%,年產(chǎn)能達到7-10萬只,型號覆蓋最全面,容量從1.5L到385L,壓力從35到70MPa的儲氫氣瓶均有涵蓋。去年6月,搭載該公司210L容量儲氫氣瓶的全國首臺商業(yè)化重卡亮相。
由碳纖維做成的碳紙,是質(zhì)子交換膜燃料電池中專用材料,主要作用是傳導(dǎo)電流,引導(dǎo)反應(yīng)氣體從石墨板導(dǎo)流到觸媒層,并把反應(yīng)水排除在觸媒層之外的一種材料。

2022年7月全球風電巨頭維斯塔斯碳梁專利正式到期。隨著專利技術(shù)保護期即將到期,國內(nèi)風電企業(yè)也在采用風電拉擠板技術(shù)積極研發(fā)碳纖維風電葉片,正在進行裝機測試。尤其國內(nèi)葉片及復(fù)材企業(yè)將能夠運用拉擠工藝大批生產(chǎn)碳梁用于大型尤其海上風電葉片的制作。目前隨著生產(chǎn)裝備及技術(shù)逐漸成熟,通過產(chǎn)品驗證后即可進行批量化生產(chǎn),為風電整機企業(yè)配套。
碳拉擠板采用的拉擠工藝在復(fù)合材料生產(chǎn)工藝中效率最高 ,制作葉片的時間只有灌注工藝的50%;取消大梁成型工序,節(jié)省大梁模具費用有效降低生產(chǎn)成本 ;纖維含量高, 質(zhì)量穩(wěn)定 ,連續(xù)成型易于自動化,適合大批量生產(chǎn)。是最適合進行風電葉片大梁制作的生產(chǎn)工藝,也是今后葉片主梁的發(fā)展趨勢。

2022年對光伏領(lǐng)域來說是跨越式發(fā)展的一年。在碳達峰碳中和大背景下,光伏裝機量持續(xù)增長,利用水平持續(xù)提升。光伏的迅猛發(fā)展也帶動了碳碳復(fù)材的量產(chǎn)。但由于去年上半年碳纖維等主體價格持續(xù)上漲,下游生產(chǎn)企業(yè)對碳纖維降本需求就顯得日益突出,雖然下半年碳纖維等主體原材料價格有下滑的趨勢。因此,后續(xù)二次回收碳纖維的再利用將會有潛在發(fā)展的機會。
此外,用于復(fù)合材料光伏邊框連接的碳纖維角碼,也在行業(yè)內(nèi)逐步推廣使用。碳纖維復(fù)合材料角碼兼具了結(jié)構(gòu)強度和耐腐蝕性,是對傳統(tǒng)螺接和鉚接的高質(zhì)量替代。
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