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碳纤维在氢储能领域主要有以下应用：
1. 储氢瓶制造：
a、增强材料：高压气态储氢是目前最主要的气态储氢方式，而碳纤维是高压储氢瓶的关键材料。在储氢瓶中，碳纤维主要作为增强材料缠绕在内胆外部，以提高储氢瓶的抗压能力和安全性。例如，Ⅱ型瓶采用钢制内胆，外部用玻璃增强纤维缠绕瓶身直筒部分；Ⅲ型瓶采用金属内胆，外部用碳纤维缠绕整个瓶身，包括直筒和端盖；Ⅳ型瓶采用塑料内胆，同样用碳纤维缠绕整个瓶身。从Ⅰ型瓶发展到Ⅳ型瓶，主要目的就是降低气瓶的壁厚以减重，碳纤维的使用对于实现储氢瓶的轻量化起着至关重要的作用。
b、提高生产效率：大丝束碳纤维用于缠绕气瓶，可使气瓶的缠绕速度提高，有效提高生产效率，降低生产成本。并且大丝束碳纤维相比小丝束碳纤维，在相同的生产条件下，可大幅提高碳纤维单线产能和质量性能。
例如丰田的 FCX V4、FCX Clarity 等和奔驰公司的 B-Cell、F-Cell 等燃料电池汽车，使用的气瓶工作压力在 35 - 70MPa 之间。
中复神鹰的 T700 级、T800 级碳纤维均已应用在储氢气瓶领域，包括 III 型瓶、IV 型瓶等，其中使用公司 T800 级碳纤维生产的 70MPa III 型瓶组被应用于国内唯一实现批量市场示范运营的氢燃料电池乘用车。
光威复材通过干湿法处理工艺生产的碳纤维产品可用于高压气瓶的制造，公司 T700s/800s/1000 级碳纤维在氢能领域都有应用。
吉林化纤拥有单线效率最高、规格排号最全的碳纤维生产基地，已基本实现对军工、空天、体育、汽车、压力容器、风电等领域的全覆盖，2022 年首条 35K 高压气瓶缠绕专用大丝束碳化线一次开车成功。
碳纤维在高压气态储氢瓶的应用以轻量化为目标，提高质量密度储氢比。目前，常采用碳纤维作为产业化解决储氢容器轻量化、强度高的材料。
2. 氢燃料电池：
a、气体扩散层：气体扩散层是氢燃料电池的关键部件之一，位于电极和膜电极组件之间，起到传输气体、排水、导电等作用。碳纤维可以制成气体扩散层的基材，为燃料电池提供良好的气体传输通道和电子传导能力，有助于提高燃料电池的性能和效率。
例如，国科领纤新材料（常州）有限公司，专注于碳纸及碳复合材料的生产。该公司已打通从碳原纸到气体扩散层环节的工艺，攻克了碳纸专用粘结剂配方与适用性工艺设备，实现了碳纸 “点焊接，强粘结”，并且具备从连续纤维处理、碳原纸生产、碳纸生产全流程技术、批量化生产的能力，是国内碳纤维纸及复合材料领域的自主化先锋，致力于打破国外企业在氢燃料电池关键材料领域的垄断。
还有，国氢科技的碳纸产品理化性能卓越，机械强度高，导电性能强，透气性优异，表面平整，厚度精准可控且均一性良好。
b、双极板：双极板是氢燃料电池的另一个重要组成部分，用于分隔阳极和阴极的反应气体，并收集和传导电流。碳纤维增强复合材料可以用于制造双极板，具有质量轻、强度高、耐腐蚀等优点，能够提高双极板的性能和使用寿命，同时也有助于降低燃料电池的整体重量。目前主要的制备方法有模压成型法、注塑成型法和3D 打印法。未来，碳纤维增强双极板的发展趋势将是不断提高性能、降低成本、实现大规模生产。同时，随着燃料电池技术的不断发展和应用领域的不断扩大，对双极板的性能和功能也将提出更高的要求，例如更高的导电性、更好的气密性、更强的抗冲击性等。
例如，雄韬股份的碳纤维复合双极板已应用于电堆；江苏集萃碳纤维及复合材料应用技术研究院有限公司在碳纤维双极板材料方面有着深入的研究和多项专利。该公司公开了一种高温碳化双极板材料及其制备方法，材料由石墨纤维、碳纳米管、酚醛树脂、石墨、炭黑、聚乙烯醇等组成，这种双极板材料具有优越的耐高温、耐腐蚀、机械性能。
