กระดาษคาร์บอนไฟเบอร์เป็นวัสดุผสมคาร์บอน/คาร์บอนที่มีรูพรุน ซึ่งประกอบด้วยคาร์บอนไฟเบอร์และเมทริกซ์คาร์บอน เนื่องจากเป็นวัสดุรองรับของชั้นการแพร่กระจายของเซลล์เชื้อเพลิงเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน จึงมีบทบาทสองประการในการถ่ายเทมวลและการนำไฟฟ้า ดังนั้นกระดาษคาร์บอนไฟเบอร์จึงไม่เพียงแต่ต้องมีความพรุนที่ดีเท่านั้น แต่ยังต้องมีการนำไฟฟ้าที่ดีอีกด้วย ค่าการนำไฟฟ้าของกระดาษคาร์บอนไฟเบอร์ถูกกำหนดโดยปัจจัยสองประการเป็นหลัก หนึ่งคือความต้านทานการสัมผัสที่เกิดจากความแน่นของพันธะระหว่างคาร์บอนไฟเบอร์และเมทริกซ์คาร์บอน และอีกอย่างคือค่าการนำไฟฟ้าของคาร์บอนไฟเบอร์และเมทริกซ์คาร์บอน ค่าการนำไฟฟ้าของคาร์บอนเกี่ยวข้องโดยตรงกับโครงสร้างจุลภาคและอุณหภูมิการรักษาความร้อนของคาร์บอน คาร์บอนในเรซินคาร์บอนและคาร์บอนไฟเบอร์เป็นสถานะเปลี่ยนผ่านของคาร์บอนกราไฟท์ที่ยาก โครงสร้างนี้ไม่ใช่โครงสร้างผลึกกราไฟท์ในอุดมคติ แต่เป็นสถานะการเปลี่ยนผ่านจากโครงสร้างชั้นที่ไม่เป็นระเบียบที่ไม่มีรูปร่างไปเป็นโครงสร้างผลึกกราไฟท์ในอุดมคติ เมื่อเปรียบเทียบกับโครงสร้างผลึกกราไฟท์ในอุดมคติ โครงสร้างผลึกของกระดาษคาร์บอนไฟเบอร์มีลักษณะดังต่อไปนี้: โครงข่ายหกเหลี่ยมของมันแบนราบ แต่มีข้อบกพร่องต่างๆ เช่น ช่องว่าง ความคลาดเคลื่อน และอะตอมที่ไม่บริสุทธิ์ ระนาบเครือข่ายบิดเบี้ยวและการวางแนวพิเศษไม่ดี ระยะห่างระหว่างชั้นมีขนาดใหญ่ ระหว่าง 0.336-0.344nm; ขนาดผลึกมีขนาดเล็ก โดยทั่วไปไม่เกิน 60 นาโนเมตร การทำกราฟิติเซชันเป็นกระบวนการเปลี่ยนจากโครงสร้างชั้นที่ไม่เป็นระเบียบไปเป็นโครงสร้างผลึกกราไฟท์ในอุดมคติ และความคืบหน้าของกระบวนการจะถูกควบคุมโดยอุณหภูมิการทำกราฟิติเซชั่นและเวลาในการฉนวน ดังนั้นจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องศึกษาผลของอุณหภูมิกราไฟเซชันต่อคุณสมบัติการนำไฟฟ้าของกระดาษคาร์บอนไฟเบอร์
