氣體擴散層（GDL）是支撐催化劑層和收集電流的重要結(jié)構(gòu)，同時為電極反應(yīng)提供氣體、質(zhì)子、電子和水等多個通道，其成本通常占到燃料電池電堆總成本的5%左右。

氣體擴散層由支撐層和微孔層組成，支撐層材料大多是憎水處理過的多孔碳紙或碳布，微孔層通常是由導(dǎo)電炭黑和憎水劑構(gòu)成，作用是降低催化層和支撐層之間的接觸電阻，使反應(yīng)氣體和產(chǎn)物水在流場和催化層之間實現(xiàn)均勻再分配，有利于增強導(dǎo)電性，提高電極性能。氣體擴散層必須具備良好的機械強度、合適的孔結(jié)構(gòu)、良好的導(dǎo)電性、高穩(wěn)定性，其性能將直接影響燃料電池的電池性能。

目前，擴散層材料主要有碳纖維紙、碳纖維編織布、無紡布和碳黑紙等，也有利用泡沫金屬、金屬網(wǎng)等來制備。其中，碳纖維紙由于制造工藝成熟、性能穩(wěn)定、成本相對較低和適于再加工等優(yōu)點，成為擴散層的首選。工藝方面，氣體擴散層所用炭紙初坯的制備方法可分為兩種：濕法和干法。濕法造紙技術(shù)制備的擴散層用炭紙具有良好且均勻的大量孔隙，能夠通過調(diào)節(jié)酚醛樹脂的量來控制孔隙率的大小，有利于加工成滿足實際需求的炭紙。

擴散層核心工藝主要是碳紙選材及技術(shù)。從碳紙材料來看，全球范圍內(nèi)散層材料碳紙、碳布的供需已形成一個寡占市場情況，目前全球的碳紙、碳布材料供應(yīng)商僅有日本Toray、加拿大Ballard及德國SGL三家。

日本TORAY目前占據(jù)較大的市場份額，且擁有的炭紙相關(guān)的專利較多，生產(chǎn)的炭紙具有高導(dǎo)電性、高強度、高氣體通過率、表面平滑等優(yōu)點；但Toray炭紙由于其脆性大而不能連續(xù)生產(chǎn)的特點導(dǎo)致其難以實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，極大地限制了供應(yīng)量的增長。Toray的絕大部分產(chǎn)能必須供應(yīng)給波音公司的碳纖產(chǎn)品，因此到2012年，該企業(yè)幾乎停止出口燃料電池組件(碳紙、碳布)至其它國家。從2010年起Toray將產(chǎn)品售價提高了15%，例：40*40cm規(guī)格產(chǎn)品售價從78$/PCS提至91$/PCS。

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德國SGL的原材料由日本三菱供應(yīng)，但供給在逐漸減少，而Ballard僅供應(yīng)給汽車業(yè)界的合約商。

從技術(shù)來看，目前擴散層碳紙技術(shù)處于國外壟斷狀態(tài)，國內(nèi)還在加速研究。主要集中于中南大學(xué)、武漢理工大學(xué)以及北京化工大學(xué)等，但研究時間較短，技術(shù)難題尚未攻克。中南大學(xué)提出過化學(xué)氣相沉積(CVD)熱解炭改性碳紙的新技術(shù)，發(fā)明了與變形機制高度適應(yīng)的異型結(jié)構(gòu)碳紙，采用干法成型、CVD、催化炭化和石墨化相結(jié)合的連續(xù)化生產(chǎn)工藝，但產(chǎn)品的耐久性和穩(wěn)定性有所提升。

企業(yè)方面，上海河森電氣公司已有小批量碳紙產(chǎn)品，2012年已有1000平方米/月生產(chǎn)能力；臺灣碳能科技公司也有部分碳紙產(chǎn)品且價格較低，獲得了一定市場認可。

氣體擴散層的成本主要由加工費用主導(dǎo)，若規(guī)?；a(chǎn)將會帶來大幅的成本削減。根據(jù)StrategicAnalysis數(shù)據(jù)，當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模從1000套提升到50萬套時，成本會從$2，661/套降到$102/套，因此擴散層大規(guī)模生產(chǎn)工藝會是未來重點發(fā)展方向。