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(zi)(zi)點(dian)、生物(wu)質基有機(ji)及碳氣(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)等(deng)新型氣(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)材料(liao)已經得以成功制(zhi)備，但是此類氣(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)材料(liao)合成機(ji)制(zhi)研(yan)(yan)究(jiu)尚(shang)不夠深入，同時氣(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)網絡結(jie)(jie)構生長機(ji)制(zhi)、表面組成及化(hua)(hua)學(xue)結(jie)(jie)構調(diao)控(kong)(kong)和(he)高溫結(jie)(jie)構穩定(ding)性調(diao)控(kong)(kong)等(deng)需(xu)要進(jin)一步研(yan)(yan)究(jiu)，后(hou)期(qi)需(xu)要將目光集中在(zai)量子(zi)(zi)化(hua)(hua)學(xue)及分子(zi)(zi)動力學(xue)計算(suan)和(he)實(shi)驗研(yan)(yan)究(jiu)相結(jie)(jie)合上，實(shi)現從分子(zi)(zi)、原子(zi)(zi)層面對氣(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)材料(liao)的(de)形(xing)成機(ji)制(zhi)進(jin)行深入研(yan)(yan)究(jiu)和(he)對氣(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)材料(liao)的(de)性能進(jin)一步優化(hua)(hua)調(diao)控(kong)(kong)。

2、功能型氣凝膠材料的研究有待繼續深入

氣(qi)凝(ning)膠(jiao)在電(dian)極材(cai)料、半導體材(cai)料、磁性材(cai)料等方面的(de)應用研(yan)究(jiu)還(huan)不(bu)夠(gou)完善(shan)，有(you)關(guan)結構(gou)和性能(neng)關(guan)系的(de)研(yan)究(jiu)尚不(bu)深(shen)入(ru)，需要進一步研(yan)究(jiu)其內在機制(zhi)，揭示(shi)性能(neng)和結構(gou)之間的(de)關(guan)聯(lian)，同(tong)時高性能(neng)、多(duo)功(gong)能(neng)型氣(qi)凝(ning)膠(jiao)材(cai)料還(huan)有(you)待對氣(qi)凝(ning)膠(jiao)材(cai)料的(de)性能(neng)進一步開發。

3、規模化生產問題還未解決

在工業(ye)生(sheng)產(chan)方面，氣凝(ning)膠(jiao)因成(cheng)本(ben)較高(gao)、施工不易限制(zhi)了其規模(mo)化應用，需要采用成(cheng)本(ben)更(geng)(geng)加(jia)低廉(lian)的(de)前驅(qu)體(ti)，結合成(cheng)本(ben)更(geng)(geng)低的(de)干燥(zao)手段，使(shi)生(sheng)產(chan)工藝(yi)得到完善，進一步降低氣凝(ning)膠(jiao)材(cai)料的(de)成(cheng)本(ben)，推(tui)動氣凝(ning)膠(jiao)的(de)工業(ye)化生(sheng)產(chan)。只有這樣，氣凝(ning)膠(jiao)材(cai)料才有望在今(jin)后成(cheng)為推(tui)動社會(hui)發(fa)展變革的(de)超級(ji)材(cai)料，為人(ren)類(lei)的(de)生(sheng)活(huo)帶來真正意義上的(de)革新。

二、氣凝膠的市場規模

氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)是一種新(xin)型材料，具(ju)有(you)優異的隔熱特(te)性，在油氣(qi)、新(xin)能(neng)源電(dian)池、墻體保溫等領域(yu)具(ju)有(you)廣(guang)闊(kuo)的應用前(qian)景。目前(qian)，市(shi)場上常見(jian)的氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)通常是硅氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)、碳氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)和二氧化硅氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)。

近年(nian)(nian)來，我國氣凝(ning)(ning)膠市(shi)場(chang)規模(mo)保持增長(chang)趨勢。2021年(nian)(nian)，我國氣凝(ning)(ning)膠市(shi)場(chang)規模(mo)達(da)到17.56億(yi)元，近五年(nian)(nian)復合(he)增長(chang)率達(da)到23.58%。預計2023年(nian)(nian)我國氣凝(ning)(ning)膠市(shi)場(chang)規模(mo)將達(da)到26.82億(yi)元。

我國(guo)氣(qi)凝膠產品主(zhu)要分(fen)為(wei)氣(qi)凝膠材料(liao)(liao)和氣(qi)凝膠產品兩部分(fen)，其(qi)中(zhong)氣(qi)凝膠材料(liao)(liao)比產品生產難(nan)度(du)小，占(zhan)比較大。從(cong)氣(qi)凝膠商品的市(shi)場份額來看(kan)，2021年氣(qi)凝膠材料(liao)(liao)占(zhan)58%，氣(qi)凝膠產品占(zhan)42%。

隨(sui)著氣凝膠(jiao)應用技術的(de)不斷成熟、工業化的(de)不斷推進(jin)和政策的(de)大力支持，近年來氣凝膠(jiao)材料的(de)產量(liang)和消費(fei)量(liang)大幅增加。

2021年(nian)，我國氣凝膠(jiao)材(cai)料產(chan)量(liang)(liang)(liang)和消費(fei)量(liang)(liang)(liang)分別達(da)到12.1萬(wan)立(li)方米(mi)和11.8萬(wan)立(li)方米(mi)，5年(nian)內(nei)復(fu)合增(zeng)長(chang)率(lv)分別為23.51%和22.15%。分析人士(shi)預計，2023年(nian)國內(nei)氣凝膠(jiao)材(cai)料產(chan)量(liang)(liang)(liang)和消費(fei)量(liang)(liang)(liang)將分別增(zeng)加到16.1萬(wan)立(li)方米(mi)和15.7萬(wan)立(li)方米(mi)。

目前，我(wo)國(guo)氣凝(ning)膠(jiao)行業的主要產品有(you)氣凝(ning)膠(jiao)保溫(wen)氈、保溫(wen)板、保溫(wen)粉體和(he)保溫(wen)采光瓦。隨著國(guo)內(nei)企(qi)業氣凝(ning)膠(jiao)生產技術的發展和(he)國(guo)內(nei)產品競(jing)爭(zheng)力的提高，氣凝(ning)膠(jiao)產品行業規(gui)模不斷擴大。2021年(nian)，我(wo)國(guo)氣凝(ning)膠(jiao)產品產量(liang)達到(dao)15.4萬(wan)(wan)噸(dun)，同比(bi)增長22.14%；氣凝(ning)膠(jiao)產品消費量(liang)為(wei)17.9萬(wan)(wan)噸(dun)，同比(bi)增長21.7%。預計2023年(nian)產量(liang)和(he)消費量(liang)將分別(bie)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(qi)凝膠性能(neng)(neng)優異，生產(chan)和(he)原材料成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)高(gao)于傳統材料，是使用有限(xian)的(de)(de)主(zhu)要原因(yin)。根據說(shuo)明。數據顯示，材料成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)約(yue)(yue)為(wei)總成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)的(de)(de)48%，制造成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)約(yue)(yue)為(wei)44%。具體來(lai)說(shuo)，氣(qi)凝膠的(de)(de)生產(chan)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)主(zhu)要集中在硅源、設(she)備(bei)折舊(jiu)和(he)能(neng)(neng)耗上。因(yin)此，未來(lai)氣(qi)凝膠應從(cong)干燥成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)和(he)原材料成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)入手，節約(yue)(yue)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)。

從下(xia)游應用來看，油氣工程在我(wo)國氣凝膠下(xia)游占(zhan)比最(zui)高，約占(zhan)56%；其次(ci)，工業保(bao)溫占(zhan)18%，建筑制造占(zhan)9%，道路運輸（鋰電池）占(zhan)8%。

隨著我國綠(lv)色環保(bao)理念的深入，未來建筑、道路運輸(shu)等領(ling)域(yu)將(jiang)成為氣凝膠(jiao)快速增(zeng)長的產業。根(gen)據IDTechex的預測，到2026年(nian)，用于建筑的氣凝膠(jiao)比例(li)將(jiang)增(zeng)加(jia)到14%，道路運輸(shu)比例(li)將(jiang)增(zeng)加(jia)到13%，油氣和(he)工(gong)業保(bao)溫比例(li)將(jiang)分(fen)別降(jiang)低到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)(zai)我國氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)下(xia)游占(zhan)比最高的油(you)氣(qi)(qi)工程中，氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)主(zhu)要(yao)用(yong)作能(neng)源基礎設施的外保溫(wen)(wen)材(cai)料和天然(ran)氣(qi)(qi)管道(dao)的保溫(wen)(wen)材(cai)料，可(ke)節省空間，提高約(yue)30%的施工效(xiao)率，節約(yue)資源和維(wei)護成(cheng)本(ben)。在(zai)(zai)國內大型煉化(hua)工業快速(su)發展的環境(jing)下(xia)，氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)市場(chang)需求將迎(ying)來(lai)增(zeng)長空間。在(zai)(zai)交(jiao)通方面，由于氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)較輕(qing)，阻燃性(xing)能(neng)好，可(ke)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(ling)域，市場規模有(you)望擴大。