一、氣凝膠存在問題及發展方向

1、形成機制有待進一步研究

雖然碳化(hua)(hua)物(wu)、氮化(hua)(hua)物(wu)、量子點、生物(wu)質基有機及(ji)碳氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)等新型氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)材(cai)料(liao)已經得以成功制(zhi)備，但是此類氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)材(cai)料(liao)合成機制(zhi)研(yan)究尚不夠深入(ru)，同時氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)網絡結(jie)構(gou)生長(chang)機制(zhi)、表面組成及(ji)化(hua)(hua)學結(jie)構(gou)調(diao)控和(he)高溫(wen)結(jie)構(gou)穩(wen)定(ding)性(xing)調(diao)控等需要進一步研(yan)究，后期需要將目光集中在量子化(hua)(hua)學及(ji)分子動力學計算和(he)實(shi)驗研(yan)究相(xiang)結(jie)合上，實(shi)現從分子、原子層面對(dui)氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)材(cai)料(liao)的形成機制(zhi)進行(xing)深入(ru)研(yan)究和(he)對(dui)氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)材(cai)料(liao)的性(xing)能(neng)進一步優(you)化(hua)(hua)調(diao)控。

2、功能型氣凝膠材料的研究有待繼續深入

氣凝膠(jiao)(jiao)在(zai)電極材(cai)料、半(ban)導體材(cai)料、磁(ci)性(xing)(xing)(xing)材(cai)料等(deng)方面(mian)的(de)應用研究還(huan)不夠完善，有關(guan)結構(gou)和性(xing)(xing)(xing)能(neng)關(guan)系的(de)研究尚不深入，需要(yao)進(jin)(jin)一(yi)步研究其(qi)內在(zai)機制，揭示性(xing)(xing)(xing)能(neng)和結構(gou)之(zhi)間的(de)關(guan)聯，同(tong)時高性(xing)(xing)(xing)能(neng)、多功能(neng)型氣凝膠(jiao)(jiao)材(cai)料還(huan)有待對氣凝膠(jiao)(jiao)材(cai)料的(de)性(xing)(xing)(xing)能(neng)進(jin)(jin)一(yi)步開發。

3、規模化生產問題還未解決

在(zai)工業(ye)生(sheng)產(chan)(chan)方面，氣(qi)凝膠因成(cheng)本(ben)較高、施工不(bu)易限制了其規模(mo)化(hua)應用(yong)(yong)，需要采用(yong)(yong)成(cheng)本(ben)更加低廉的(de)(de)(de)前(qian)驅體，結合成(cheng)本(ben)更低的(de)(de)(de)干燥手(shou)段，使生(sheng)產(chan)(chan)工藝得到(dao)完善，進一(yi)步降低氣(qi)凝膠材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)，推動氣(qi)凝膠的(de)(de)(de)工業(ye)化(hua)生(sheng)產(chan)(chan)。只有這樣，氣(qi)凝膠材(cai)料(liao)(liao)才有望在(zai)今后成(cheng)為(wei)推動社會(hui)發(fa)展(zhan)變(bian)革(ge)的(de)(de)(de)超級材(cai)料(liao)(liao)，為(wei)人類的(de)(de)(de)生(sheng)活帶來真正意義上(shang)的(de)(de)(de)革(ge)新。

二、氣凝膠的市場規模

氣(qi)(qi)凝(ning)膠是一種新型(xing)材料，具有優異的隔(ge)熱特(te)性，在(zai)油氣(qi)(qi)、新能源電池、墻體保(bao)溫(wen)等領域具有廣闊(kuo)的應(ying)用前景。目前，市場上(shang)常見的氣(qi)(qi)凝(ning)膠通(tong)常是硅(gui)氣(qi)(qi)凝(ning)膠、碳(tan)氣(qi)(qi)凝(ning)膠和二氧化硅(gui)氣(qi)(qi)凝(ning)膠。

近年來，我國(guo)氣(qi)(qi)凝膠(jiao)市(shi)場規(gui)(gui)模(mo)保(bao)持增長趨(qu)勢。2021年，我國(guo)氣(qi)(qi)凝膠(jiao)市(shi)場規(gui)(gui)模(mo)達(da)到17.56億(yi)元(yuan)，近五年復合增長率達(da)到23.58%。預計2023年我國(guo)氣(qi)(qi)凝膠(jiao)市(shi)場規(gui)(gui)模(mo)將(jiang)達(da)到26.82億(yi)元(yuan)。

我國氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)產(chan)(chan)品主要分為氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)材(cai)料和氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)產(chan)(chan)品兩部分，其中氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)材(cai)料比(bi)產(chan)(chan)品生(sheng)產(chan)(chan)難度小，占比(bi)較大。從氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)商品的市場份額來看，2021年氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)材(cai)料占58%，氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)產(chan)(chan)品占42%。

隨著氣凝(ning)膠應用(yong)技術的不斷成(cheng)熟、工(gong)業化的不斷推進(jin)和政策的大力支持，近(jin)年來氣凝(ning)膠材料的產量和消費量大幅增加。

2021年，我國氣(qi)凝膠(jiao)材料(liao)(liao)產(chan)量(liang)和(he)消(xiao)費(fei)量(liang)分(fen)別(bie)達到(dao)12.1萬(wan)(wan)立方(fang)(fang)米(mi)和(he)11.8萬(wan)(wan)立方(fang)(fang)米(mi)，5年內復合增長率分(fen)別(bie)為23.51%和(he)22.15%。分(fen)析人士預(yu)計，2023年國內氣(qi)凝膠(jiao)材料(liao)(liao)產(chan)量(liang)和(he)消(xiao)費(fei)量(liang)將(jiang)分(fen)別(bie)增加到(dao)16.1萬(wan)(wan)立方(fang)(fang)米(mi)和(he)15.7萬(wan)(wan)立方(fang)(fang)米(mi)。

目前，我國(guo)(guo)(guo)氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)行業的主要產(chan)(chan)品(pin)有氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)保溫(wen)氈、保溫(wen)板、保溫(wen)粉(fen)體(ti)和(he)(he)保溫(wen)采光瓦。隨著國(guo)(guo)(guo)內企業氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)生產(chan)(chan)技術的發展(zhan)和(he)(he)國(guo)(guo)(guo)內產(chan)(chan)品(pin)競爭力的提高(gao)，氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)產(chan)(chan)品(pin)行業規模(mo)不斷擴(kuo)大。2021年(nian)，我國(guo)(guo)(guo)氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)產(chan)(chan)品(pin)產(chan)(chan)量達到15.4萬(wan)(wan)噸(dun)，同(tong)比增長22.14%；氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)產(chan)(chan)品(pin)消費(fei)量為17.9萬(wan)(wan)噸(dun)，同(tong)比增長21.7%。預計2023年(nian)產(chan)(chan)量和(he)(he)消費(fei)量將(jiang)分別達到21.0萬(wan)(wan)噸(dun)和(he)(he)230萬(wan)(wan)噸(dun).5萬(wan)(wan)噸(dun)。

氣(qi)凝膠性能優異，生產(chan)和原材料(liao)(liao)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)高于傳(chuan)統(tong)材料(liao)(liao)，是使用有限的主要(yao)原因(yin)。根據說(shuo)明。數(shu)據顯示，材料(liao)(liao)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)約(yue)為總成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)的48%，制造成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)約(yue)為44%。具體來說(shuo)，氣(qi)凝膠的生產(chan)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)主要(yao)集中在硅(gui)源、設備(bei)折舊和能耗上(shang)。因(yin)此，未來氣(qi)凝膠應(ying)從(cong)干燥成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)和原材料(liao)(liao)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)入手(shou)，節約(yue)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)。

從下(xia)游應用來看，油氣(qi)工程在(zai)我國(guo)氣(qi)凝膠下(xia)游占(zhan)(zhan)比(bi)最高，約占(zhan)(zhan)56%；其次，工業保(bao)溫占(zhan)(zhan)18%，建筑(zhu)制造占(zhan)(zhan)9%，道(dao)路運輸（鋰電池）占(zhan)(zhan)8%。

隨著我國綠色環保理念的深入(ru)，未來(lai)建筑、道路運(yun)輸等(deng)領域將成為氣凝膠快速(su)增(zeng)(zeng)長的產業。根據IDTechex的預測，到(dao)(dao)2026年，用于建筑的氣凝膠比(bi)例將增(zeng)(zeng)加到(dao)(dao)14%，道路運(yun)輸比(bi)例將增(zeng)(zeng)加到(dao)(dao)13%，油(you)氣和工業保溫比(bi)例將分(fen)別(bie)降低(di)到(dao)(dao)47%和15%。

三、氣凝膠的發展前景

1、下游應用商店的發展促進了氣凝膠的要求

在(zai)我國(guo)氣(qi)凝膠下(xia)游占(zhan)比最高(gao)的(de)油氣(qi)工(gong)程中(zhong)，氣(qi)凝膠主要用(yong)作(zuo)能源基礎(chu)設施(shi)的(de)外保溫材料和天然氣(qi)管道的(de)保溫材料，可節省空間(jian)(jian)，提(ti)高(gao)約(yue)30%的(de)施(shi)工(gong)效(xiao)率，節約(yue)資源和維護成本。在(zai)國(guo)內大型煉化工(gong)業快速發展的(de)環境(jing)下(xia)，氣(qi)凝膠市場需(xu)求將迎(ying)來增長空間(jian)(jian)。在(zai)交通方面，由于氣(qi)凝膠較輕，阻燃(ran)性能好，可以有效(xiao)解決電池熱失控問題。

2、工藝進步推動氣凝膠成本降低

與傳統保溫材料相比，氣凝膠的主要缺點是生產成本高。技術方面，我國常壓干燥工藝逐步完善，正在逐步取代成本高、周期長的超臨界制備工藝，制造成本可降低到超臨界工藝的1/20。此外，常壓工藝可以維護成本相對較低的無機硅源，進一步優化成本。在原料供應方面，氣凝膠的主要原料是正硅酸乙酯，而四氯氫硅是正硅酸乙酯的原料。目前，我國多晶硅產能不斷擴大，每生產1kg多晶硅副本為10-15kg四氯化硅。氣凝膠原料提供持續增長，材料成本中心有望降低。隨著生產成本的降低，氣凝膠將(jiang)應用(yong)于更多領域，市(shi)場規模有望擴大。