气体扩散层，英文Gas Diffusion Layer (GDL)，是燃料电池的主要部分。它通常由碳纤维编织纸或碳纤维无纺纸制成。一般认为气体扩散层可以分成基底层(支撑层)和微孔层两部分。理想的气体扩散层电极结构，一方面要有良好的气体通透性，以满足电极极大功率工作时气体反应物供应；另一方面要有良好的多孔体系，并且能够形成足够多的三相界面，提高气体扩散电极将化学能转化为电能的能力。

气体扩散层行业目前现状分析

气体扩散层（GDL）是支撑催化剂层和收集电流的重要结构，同时为电极反应提供气体、质子、电子和水等多个通道，其成本通常占到燃料电池电堆总成本的5%左右。

气体扩散层由支撑层和微孔层组成，支撑层材料大多是憎水处理过的多孔碳纸或碳布，微孔层通常是由导电炭黑和憎水剂构成，作用是降低催化层和支撑层之间的接触电阻，使反应气体和产物水在流场和催化层之间实现均匀再分配，有利于增强导电性，提高电极性能。气体扩散层必须具备良好的机械强度、合适的孔结构、良好的导电性、高稳定性，其性能将直接影响燃料电池的电池性能。

目前，扩散层材料主要有碳纤维纸、碳纤维编织布、无纺布和碳黑纸等，也有利用泡沫金属、金属网等来制备。其中，碳纤维纸由于制造工艺成熟、性能稳定、成本相对较低和适于再加工等优点，成为扩散层的首选。工艺方面，气体扩散层所用炭纸初坯的制备方法可分为两种：湿法和干法。湿法造纸技术制备的扩散层用炭纸具有良好且均匀的大量孔隙，能够通过调节酚醛树脂的量来控制孔隙率的大小，有利于加工成满足实际需求的炭纸。

扩散层核心工艺主要是碳纸选材及技术。从碳纸材料来看全球范围内散层材料碳纸、碳布的供需已形成一个寡占市场情况，目前全球的碳纸、碳布材料成规模供应商有Toray，SGL，Freudenberg，AvCarb，Teijin，Mitsubishi Chemical Corporation等。

日本TORAY目前占据较大的市场份额，且拥有的炭纸相关的专利较多，生产的炭纸具有高导电性、高强度、高气体通过率、表面平滑等优点；但Toray炭纸由于其脆性大而不能连续生产的特点导致其难以实现规模化生产，极大地限制了供应量的增长。

2019年12月4号，SGL和现代汽车集团已就早日延长现有燃料电池组件供应协议达成协议。长期协议现在可以大幅增加NEXO燃料电池汽车的气体扩散层的当前生产和交付量，以支持现代在燃料电池驱动领域的目标。

2013年，Ballards Lowell的制造业务被出售给了目前由私募股权投资支持的管理团队。该业务更名为AvCarb Material Solutions。现在，AvCarb已牢固地确立为生产燃料电池系统GDL的领导者。

从技术来看，目前扩散层碳纸技术处于国外垄断状态，国内还在加速研究。企业方面，上海河森电气公司已有小批量碳纸产品；台湾碳能科技公司也有部分碳纸产品且价格较低，获得了一定市场认可。

气体扩散层发展趋势

气体扩散层的成本主要由加工费用主导，若规模化生产将会带来大幅的成本削减，因此扩散层大规模生产工艺会是未来重点发展方向。

全球市场气体扩散层销售额（2016-2027）

2020年，全球气体扩散层市场规模达到了383.81百万美元，预计2027年将达到2687.72百万美元，年复合增长率（CAGR）为32.37%。未来几年，本行业前景广阔，本文的2021-2027年的预测数据是基于过去几年的历史发展、行业专家观点、以及本文分析师观点，综合给出的预测。

全球气体扩散层市场总体发展概况

21世纪以来，随着科学技术的发展与人类生活水平的逐渐提高，对于汽车的需求，也开始迅速增长。汽车尾气已经成为大气主要污染源之一，且传统内燃机汽车难以解决燃料紧张和降低污染物排放的难题。

因此，为了实现节能减排的目标，各国提倡采用非常规的车用燃料作为动力来源的纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等新能源汽车，减少甚至不排放温室气体，以降低对大气的污染。随着世界各国环保意识的增强，减少或降低温室气体排放已经形成共识，许多国家和地区都出台了治理和限制大气污染的相关政策。

目前，为了鼓励燃料电池车的研发和商业化，世界各国政府出台了相应的措施与支持政策，对于燃料电池车的推广与使用，也充满期待。

目前，燃料电池气体扩散层的选择只有两种，要么就是碳布，要么是碳纸。碳布的机械强度不是特别高，所以后来大多数的公司都是用碳纸作为气体扩散层。2020年碳纸类型的产品规模达313.96百万美元，占全球总市场的81.8%。

在政府的倡议下，对可再生能源发电的巨大转变和关注使市场的未来能够保持强劲的增长。
私人和公共投资的增长推动了燃料电池市场的发展。由于燃料电池技术在诸如亚太地区之类的公共交通等重载操作中的广泛使用，交通运输部门的增长显着，这很可能会在此期间促进对燃料电池技术市场发展的需求。燃料电池技术行业的进步已根据最终用户分为燃料电池汽车和公用事业等。减少碳排放的需求为燃料电池驱动的车辆提供了绝佳的机会，行业主要厂商都在扩大在该领域的投资和研发。

气体扩散层产业链分析

气体扩散层产业上游原料分析

气体扩散层（GDL）是通过将碳纤维编织到碳布中或将碳纤维压在一起形成碳纸制成的多孔结构。今天生产的许多标准GDL都带有微孔层（MPL）和疏水处理（PTFE）。MPL和PTFE有助于与膜的接触以及水的管理。MPL通常为催化剂提供具有足够表面积的光滑层，并与膜良好接触。MPL通常使用PTFE作为增加疏水性的粘合剂，这有助于防止膜内的水逸出-使膜变干并导致更高的阻力（性能降低）。

【以上内容选自恒州博智信息咨询|2021-2027全球与中国气体扩散层市场现状及未来发展趋势】完整版报告，申请报告样本联系我们。著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。