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(sui)然碳化物(wu)(wu)、氮化物(wu)(wu)、量子(zi)點、生(sheng)物(wu)(wu)質(zhi)基有機(ji)及碳氣凝(ning)(ning)膠(jiao)等新型氣凝(ning)(ning)膠(jiao)材(cai)料已經得以(yi)成功(gong)制備，但是(shi)此(ci)類(lei)氣凝(ning)(ning)膠(jiao)材(cai)料合(he)成機(ji)制研究尚不(bu)夠深入，同時氣凝(ning)(ning)膠(jiao)網絡結構(gou)生(sheng)長機(ji)制、表面組成及化學結構(gou)調控(kong)和高溫結構(gou)穩定性調控(kong)等需(xu)要進一(yi)步(bu)研究，后期需(xu)要將目光(guang)集中在(zai)量子(zi)化學及分子(zi)動力學計算(suan)和實驗研究相結合(he)上，實現從分子(zi)、原子(zi)層(ceng)面對氣凝(ning)(ning)膠(jiao)材(cai)料的(de)形成機(ji)制進行深入研究和對氣凝(ning)(ning)膠(jiao)材(cai)料的(de)性能(neng)進一(yi)步(bu)優化調控(kong)。

2、功能型氣凝膠材料的研究有待繼續深入

氣凝(ning)膠在電極(ji)材料(liao)、半(ban)導體材料(liao)、磁性(xing)材料(liao)等方面(mian)的應(ying)用研究(jiu)還不夠完善，有關(guan)結構(gou)和性(xing)能關(guan)系的研究(jiu)尚不深入，需要進一(yi)步研究(jiu)其內在機制(zhi)，揭示性(xing)能和結構(gou)之間的關(guan)聯，同時高性(xing)能、多功能型(xing)氣凝(ning)膠材料(liao)還有待對氣凝(ning)膠材料(liao)的性(xing)能進一(yi)步開(kai)發。

3、規模化生產問題還未解決

在工(gong)(gong)業(ye)(ye)生(sheng)產(chan)(chan)方(fang)面，氣凝膠(jiao)(jiao)因成(cheng)本較高、施工(gong)(gong)不易限(xian)制(zhi)了其規模化應用，需(xu)要(yao)采用成(cheng)本更加低(di)廉的(de)前驅體，結合成(cheng)本更低(di)的(de)干(gan)燥手段，使生(sheng)產(chan)(chan)工(gong)(gong)藝得到完(wan)善，進一步(bu)降低(di)氣凝膠(jiao)(jiao)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)成(cheng)本，推動氣凝膠(jiao)(jiao)的(de)工(gong)(gong)業(ye)(ye)化生(sheng)產(chan)(chan)。只有(you)這樣(yang)，氣凝膠(jiao)(jiao)材(cai)(cai)料(liao)(liao)才有(you)望在今后成(cheng)為推動社(she)會(hui)發展變革(ge)的(de)超級材(cai)(cai)料(liao)(liao)，為人類的(de)生(sheng)活帶來(lai)真(zhen)正意義上的(de)革(ge)新。

二、氣凝膠的市場規模

氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠是(shi)一種新(xin)型材料，具有(you)優(you)異的隔熱特(te)性(xing)，在(zai)油氣(qi)(qi)(qi)、新(xin)能源電池、墻體保溫等領域具有(you)廣闊的應(ying)用前景。目前，市(shi)場上常見的氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠通常是(shi)硅(gui)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠、碳氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠和二氧化(hua)硅(gui)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠。

近(jin)年(nian)來(lai)，我國(guo)(guo)氣(qi)凝(ning)膠市場(chang)(chang)規模(mo)保持增(zeng)長(chang)(chang)趨勢。2021年(nian)，我國(guo)(guo)氣(qi)凝(ning)膠市場(chang)(chang)規模(mo)達到(dao)17.56億元(yuan)，近(jin)五年(nian)復(fu)合增(zeng)長(chang)(chang)率(lv)達到(dao)23.58%。預計2023年(nian)我國(guo)(guo)氣(qi)凝(ning)膠市場(chang)(chang)規模(mo)將(jiang)達到(dao)26.82億元(yuan)。

我(wo)國氣(qi)凝(ning)膠產(chan)(chan)品主要分為氣(qi)凝(ning)膠材料(liao)和氣(qi)凝(ning)膠產(chan)(chan)品兩部分，其中(zhong)氣(qi)凝(ning)膠材料(liao)比(bi)(bi)產(chan)(chan)品生產(chan)(chan)難度小，占比(bi)(bi)較大。從氣(qi)凝(ning)膠商(shang)品的市場(chang)份額來看，2021年氣(qi)凝(ning)膠材料(liao)占58%，氣(qi)凝(ning)膠產(chan)(chan)品占42%。

隨著氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)應(ying)用技術的不(bu)斷成熟、工業化的不(bu)斷推進和政策的大(da)力支持，近年來(lai)氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)材料的產量和消費量大(da)幅增加。

2021年，我國氣凝膠材料產量(liang)和(he)消費量(liang)分(fen)別(bie)達到(dao)12.1萬(wan)立方米和(he)11.8萬(wan)立方米，5年內復合增長(chang)率(lv)分(fen)別(bie)為23.51%和(he)22.15%。分(fen)析人(ren)士(shi)預計，2023年國內氣凝膠材料產量(liang)和(he)消費量(liang)將分(fen)別(bie)增加到(dao)16.1萬(wan)立方米和(he)15.7萬(wan)立方米。

目前(qian)，我(wo)國(guo)氣(qi)(qi)凝膠行(xing)業的主(zhu)要產(chan)品(pin)有氣(qi)(qi)凝膠保(bao)溫(wen)氈、保(bao)溫(wen)板、保(bao)溫(wen)粉體和保(bao)溫(wen)采(cai)光(guang)瓦。隨著國(guo)內企業氣(qi)(qi)凝膠生(sheng)產(chan)技術的發展和國(guo)內產(chan)品(pin)競爭力的提高(gao)，氣(qi)(qi)凝膠產(chan)品(pin)行(xing)業規模(mo)不(bu)斷擴大。2021年，我(wo)國(guo)氣(qi)(qi)凝膠產(chan)品(pin)產(chan)量(liang)達到15.4萬噸(dun)，同比增長(chang)22.14%；氣(qi)(qi)凝膠產(chan)品(pin)消費(fei)量(liang)為17.9萬噸(dun)，同比增長(chang)21.7%。預計2023年產(chan)量(liang)和消費(fei)量(liang)將分(fen)別達到21.0萬噸(dun)和230萬噸(dun).5萬噸(dun)。

氣(qi)凝(ning)膠性能優異(yi)，生產和(he)原(yuan)(yuan)材(cai)料成(cheng)(cheng)本高(gao)于傳統材(cai)料，是使用有限的(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)(yuan)因。根(gen)據說(shuo)明。數據顯示，材(cai)料成(cheng)(cheng)本約(yue)為總(zong)成(cheng)(cheng)本的(de)48%，制(zhi)造成(cheng)(cheng)本約(yue)為44%。具體來說(shuo)，氣(qi)凝(ning)膠的(de)生產成(cheng)(cheng)本主(zhu)要(yao)集(ji)中(zhong)在硅源(yuan)、設(she)備折舊和(he)能耗上。因此，未來氣(qi)凝(ning)膠應從(cong)干(gan)燥成(cheng)(cheng)本和(he)原(yuan)(yuan)材(cai)料成(cheng)(cheng)本入(ru)手，節約(yue)成(cheng)(cheng)本。

從(cong)下(xia)游(you)應(ying)用(yong)來看，油氣(qi)工(gong)程在我國氣(qi)凝膠下(xia)游(you)占比(bi)最高，約占56%；其次，工(gong)業保溫占18%，建筑制造占9%，道路(lu)運輸（鋰電池）占8%。

隨(sui)著我國綠色環保理念的(de)深入，未來建筑、道路運輸等(deng)領域將(jiang)成為氣(qi)凝膠快速增(zeng)長的(de)產業。根據(ju)IDTechex的(de)預測，到(dao)2026年，用(yong)于建筑的(de)氣(qi)凝膠比(bi)(bi)例(li)(li)將(jiang)增(zeng)加(jia)到(dao)14%，道路運輸比(bi)(bi)例(li)(li)將(jiang)增(zeng)加(jia)到(dao)13%，油氣(qi)和(he)工業保溫比(bi)(bi)例(li)(li)將(jiang)分別降低到(dao)47%和(he)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)我國氣凝膠(jiao)(jiao)下游占比最高的(de)油氣工程(cheng)中，氣凝膠(jiao)(jiao)主(zhu)要用作能源基礎設施(shi)的(de)外保溫(wen)材料(liao)和天(tian)然氣管道(dao)的(de)保溫(wen)材料(liao)，可節(jie)(jie)省(sheng)空(kong)間(jian)，提高約30%的(de)施(shi)工效(xiao)(xiao)率，節(jie)(jie)約資源和維(wei)護(hu)成本。在(zai)國內(nei)大型(xing)煉(lian)化工業快(kuai)速發展的(de)環境(jing)下，氣凝膠(jiao)(jiao)市場需求(qiu)將迎來(lai)增長(chang)空(kong)間(jian)。在(zai)交通方面，由(you)于氣凝膠(jiao)(jiao)較(jiao)輕，阻燃性能好(hao)，可以有(you)效(xiao)(xiao)解決電池熱失(shi)控問題(ti)。

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，氣凝膠將應用于更(geng)多領域，市(shi)場規模有望(wang)擴大(da)。