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

雖然碳化物、氮化物、量(liang)(liang)子(zi)(zi)點、生物質基有機(ji)及(ji)碳氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)(jiao)等新(xin)型氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)(jiao)材(cai)(cai)(cai)料已經得以(yi)成(cheng)功制(zhi)(zhi)備(bei)，但是(shi)此類氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)(jiao)材(cai)(cai)(cai)料合成(cheng)機(ji)制(zhi)(zhi)研究(jiu)(jiu)尚不(bu)夠深(shen)入，同時氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)(jiao)網絡結(jie)構(gou)(gou)生長機(ji)制(zhi)(zhi)、表面組成(cheng)及(ji)化學(xue)結(jie)構(gou)(gou)調控(kong)和高(gao)溫結(jie)構(gou)(gou)穩定性調控(kong)等需(xu)要(yao)進(jin)(jin)一步(bu)研究(jiu)(jiu)，后(hou)期需(xu)要(yao)將目光(guang)集中(zhong)在量(liang)(liang)子(zi)(zi)化學(xue)及(ji)分子(zi)(zi)動力學(xue)計(ji)算和實(shi)驗研究(jiu)(jiu)相結(jie)合上，實(shi)現從分子(zi)(zi)、原(yuan)子(zi)(zi)層面對氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)(jiao)材(cai)(cai)(cai)料的(de)形成(cheng)機(ji)制(zhi)(zhi)進(jin)(jin)行深(shen)入研究(jiu)(jiu)和對氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)(jiao)材(cai)(cai)(cai)料的(de)性能(neng)進(jin)(jin)一步(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(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)在電極材料(liao)、半導體(ti)材料(liao)、磁性(xing)材料(liao)等(deng)方面的應用研究(jiu)還不夠完善，有關(guan)結構和性(xing)能關(guan)系的研究(jiu)尚不深入，需要進(jin)一步研究(jiu)其內在機制(zhi)，揭示性(xing)能和結構之間的關(guan)聯，同(tong)時高性(xing)能、多功能型(xing)氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)材料(liao)還有待(dai)對氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)材料(liao)的性(xing)能進(jin)一步開發。

3、規模化生產問題還未解決

在工(gong)業生產(chan)方面，氣(qi)凝(ning)(ning)膠因成(cheng)(cheng)(cheng)本較(jiao)高、施(shi)工(gong)不易限制(zhi)了其規(gui)模化應用，需要(yao)采用成(cheng)(cheng)(cheng)本更加低廉的(de)前(qian)驅體，結合成(cheng)(cheng)(cheng)本更低的(de)干燥手段(duan)，使(shi)生產(chan)工(gong)藝得到(dao)完善，進一(yi)步(bu)降低氣(qi)凝(ning)(ning)膠材(cai)料的(de)成(cheng)(cheng)(cheng)本，推(tui)動(dong)氣(qi)凝(ning)(ning)膠的(de)工(gong)業化生產(chan)。只有這樣(yang)，氣(qi)凝(ning)(ning)膠材(cai)料才有望在今后(hou)成(cheng)(cheng)(cheng)為推(tui)動(dong)社(she)會發展變(bian)革的(de)超級(ji)材(cai)料，為人類的(de)生活帶來真正意(yi)義上的(de)革新。

二、氣凝膠的市場規模

氣(qi)凝膠(jiao)是一種新型(xing)材料，具(ju)有優異(yi)的隔熱特性，在油(you)氣(qi)、新能源電(dian)池、墻(qiang)體(ti)保(bao)溫等(deng)領域(yu)具(ju)有廣闊的應用前景。目前，市(shi)場上常見的氣(qi)凝膠(jiao)通(tong)常是硅氣(qi)凝膠(jiao)、碳(tan)氣(qi)凝膠(jiao)和二氧化硅氣(qi)凝膠(jiao)。

近年(nian)來，我國(guo)氣(qi)凝(ning)膠市場規(gui)模保(bao)持增長(chang)趨勢。2021年(nian)，我國(guo)氣(qi)凝(ning)膠市場規(gui)模達到17.56億(yi)元(yuan)，近五年(nian)復合增長(chang)率達到23.58%。預計2023年(nian)我國(guo)氣(qi)凝(ning)膠市場規(gui)模將達到26.82億(yi)元(yuan)。

我國氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)產品(pin)(pin)主要分為氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)材(cai)(cai)料(liao)和(he)氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)產品(pin)(pin)兩(liang)部分，其(qi)中(zhong)氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)材(cai)(cai)料(liao)比產品(pin)(pin)生產難度(du)小(xiao)，占比較大。從氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)商品(pin)(pin)的市(shi)場份額來看，2021年氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)材(cai)(cai)料(liao)占58%，氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)產品(pin)(pin)占42%。

隨著氣凝膠(jiao)應用技(ji)術(shu)的不(bu)斷成熟、工業(ye)化(hua)的不(bu)斷推(tui)進和政策的大(da)力支持，近年來氣凝膠(jiao)材料的產量(liang)和消費量(liang)大(da)幅增加。

2021年(nian)，我國(guo)氣凝膠材料產量(liang)和消費量(liang)分別(bie)(bie)達到(dao)12.1萬立方(fang)(fang)米和11.8萬立方(fang)(fang)米，5年(nian)內(nei)復合增(zeng)長率(lv)分別(bie)(bie)為(wei)23.51%和22.15%。分析人(ren)士預計，2023年(nian)國(guo)內(nei)氣凝膠材料產量(liang)和消費量(liang)將(jiang)分別(bie)(bie)增(zeng)加到(dao)16.1萬立方(fang)(fang)米和15.7萬立方(fang)(fang)米。

目(mu)前，我(wo)國氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)行(xing)業(ye)的(de)(de)主要產(chan)(chan)品(pin)(pin)有氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)保(bao)溫(wen)氈、保(bao)溫(wen)板(ban)、保(bao)溫(wen)粉體(ti)和(he)保(bao)溫(wen)采光瓦。隨著國內企(qi)業(ye)氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)生產(chan)(chan)技術的(de)(de)發展(zhan)和(he)國內產(chan)(chan)品(pin)(pin)競爭力的(de)(de)提高，氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)產(chan)(chan)品(pin)(pin)行(xing)業(ye)規(gui)模(mo)不(bu)斷擴(kuo)大。2021年(nian)，我(wo)國氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)產(chan)(chan)品(pin)(pin)產(chan)(chan)量(liang)(liang)達到(dao)15.4萬(wan)(wan)噸(dun)，同比(bi)(bi)增長22.14%；氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)產(chan)(chan)品(pin)(pin)消費量(liang)(liang)為17.9萬(wan)(wan)噸(dun)，同比(bi)(bi)增長21.7%。預計2023年(nian)產(chan)(chan)量(liang)(liang)和(he)消費量(liang)(liang)將分別達到(dao)21.0萬(wan)(wan)噸(dun)和(he)230萬(wan)(wan)噸(dun).5萬(wan)(wan)噸(dun)。

氣凝(ning)(ning)膠(jiao)性能(neng)優異，生(sheng)產和原(yuan)(yuan)材(cai)料(liao)成(cheng)本(ben)高于(yu)傳統材(cai)料(liao)，是使用有限的主要原(yuan)(yuan)因(yin)。根據說明(ming)。數據顯示，材(cai)料(liao)成(cheng)本(ben)約(yue)為總成(cheng)本(ben)的48%，制造成(cheng)本(ben)約(yue)為44%。具體來說，氣凝(ning)(ning)膠(jiao)的生(sheng)產成(cheng)本(ben)主要集(ji)中在硅(gui)源、設備折舊和能(neng)耗上。因(yin)此，未來氣凝(ning)(ning)膠(jiao)應從干(gan)燥成(cheng)本(ben)和原(yuan)(yuan)材(cai)料(liao)成(cheng)本(ben)入手，節約(yue)成(cheng)本(ben)。

從(cong)下游應用來看(kan)，油氣工(gong)程在我國氣凝(ning)膠下游占(zhan)比(bi)最高，約占(zhan)56%；其次，工(gong)業保溫占(zhan)18%，建筑制造(zao)占(zhan)9%，道路(lu)運輸(shu)（鋰電池）占(zhan)8%。

隨著我國綠色環保理(li)念的深入，未(wei)來建筑、道路運輸等領域將成為氣(qi)凝膠快速增(zeng)長的產(chan)業。根據(ju)IDTechex的預(yu)測(ce)，到(dao)2026年，用于建筑的氣(qi)凝膠比(bi)例將增(zeng)加(jia)到(dao)14%，道路運輸比(bi)例將增(zeng)加(jia)到(dao)13%，油氣(qi)和工(gong)業保溫比(bi)例將分別降低(di)到(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

在我國(guo)(guo)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)下(xia)游占比最高的(de)油氣(qi)(qi)(qi)工程中，氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)主(zhu)要用作能(neng)源基礎設施的(de)外保(bao)溫(wen)材料和(he)(he)天然氣(qi)(qi)(qi)管道(dao)的(de)保(bao)溫(wen)材料，可節省空(kong)間，提高約(yue)30%的(de)施工效(xiao)率，節約(yue)資源和(he)(he)維護(hu)成本。在國(guo)(guo)內大(da)型煉(lian)化(hua)工業(ye)快速發(fa)展的(de)環境下(xia)，氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)市場需求將迎來增長空(kong)間。在交通方面(mian)，由于氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)較輕，阻燃(ran)性能(neng)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，氣凝膠將應用于(yu)更多領域(yu)，市(shi)場規模有(you)望擴大。