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(liang)子點、生物(wu)質基有機(ji)(ji)(ji)及(ji)碳氣凝膠(jiao)等新(xin)型(xing)氣凝膠(jiao)材(cai)料已(yi)經得以(yi)成功制(zhi)(zhi)備，但是此類氣凝膠(jiao)材(cai)料合成機(ji)(ji)(ji)制(zhi)(zhi)研(yan)究(jiu)尚不夠(gou)深(shen)入(ru)，同時氣凝膠(jiao)網(wang)絡結構生長機(ji)(ji)(ji)制(zhi)(zhi)、表面(mian)(mian)組成及(ji)化(hua)(hua)學(xue)結構調控和(he)高溫結構穩定性調控等需要(yao)進一(yi)步研(yan)究(jiu)，后期需要(yao)將目(mu)光集中在量(liang)子化(hua)(hua)學(xue)及(ji)分子動力學(xue)計算(suan)和(he)實驗研(yan)究(jiu)相結合上，實現從分子、原子層(ceng)面(mian)(mian)對(dui)氣凝膠(jiao)材(cai)料的形(xing)成機(ji)(ji)(ji)制(zhi)(zhi)進行深(shen)入(ru)研(yan)究(jiu)和(he)對(dui)氣凝膠(jiao)材(cai)料的性能進一(yi)步優化(hua)(hua)調控。

2、功能型氣凝膠材料的研究有待繼續深入

氣凝膠(jiao)在(zai)(zai)電極(ji)材(cai)(cai)(cai)料(liao)、半(ban)導體材(cai)(cai)(cai)料(liao)、磁性材(cai)(cai)(cai)料(liao)等方面的應用(yong)研(yan)究(jiu)(jiu)還不夠(gou)完(wan)善，有(you)(you)關(guan)(guan)結構(gou)(gou)和性能關(guan)(guan)系(xi)的研(yan)究(jiu)(jiu)尚(shang)不深入，需要進(jin)一步(bu)研(yan)究(jiu)(jiu)其內在(zai)(zai)機制，揭示性能和結構(gou)(gou)之(zhi)間(jian)的關(guan)(guan)聯(lian)，同時高性能、多功能型氣凝膠(jiao)材(cai)(cai)(cai)料(liao)還有(you)(you)待(dai)對(dui)氣凝膠(jiao)材(cai)(cai)(cai)料(liao)的性能進(jin)一步(bu)開發(fa)。

3、規模化生產問題還未解決

在(zai)(zai)工業生(sheng)(sheng)(sheng)產方(fang)面(mian)，氣(qi)凝(ning)膠因成(cheng)本(ben)(ben)較高(gao)、施工不易(yi)限(xian)制了其規模化(hua)(hua)應用，需要(yao)采用成(cheng)本(ben)(ben)更(geng)加低(di)(di)廉的(de)(de)(de)前驅體，結合成(cheng)本(ben)(ben)更(geng)低(di)(di)的(de)(de)(de)干燥(zao)手段(duan)，使生(sheng)(sheng)(sheng)產工藝得到完善，進一步降低(di)(di)氣(qi)凝(ning)膠材料的(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)(ben)，推(tui)動(dong)氣(qi)凝(ning)膠的(de)(de)(de)工業化(hua)(hua)生(sheng)(sheng)(sheng)產。只有(you)(you)這樣，氣(qi)凝(ning)膠材料才(cai)有(you)(you)望在(zai)(zai)今后成(cheng)為推(tui)動(dong)社會發展變革的(de)(de)(de)超級材料，為人類的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)活帶來(lai)真正意義上的(de)(de)(de)革新。

二、氣凝膠的市場規模

氣(qi)凝膠(jiao)是一種新型材料，具有優異的隔(ge)熱特性(xing)，在油氣(qi)、新能源(yuan)電(dian)池、墻體保(bao)溫等領域(yu)具有廣闊的應用前景(jing)。目前，市場上常(chang)見的氣(qi)凝膠(jiao)通(tong)常(chang)是硅氣(qi)凝膠(jiao)、碳氣(qi)凝膠(jiao)和二氧化硅氣(qi)凝膠(jiao)。

近(jin)年(nian)(nian)來，我(wo)國(guo)(guo)(guo)氣凝膠市(shi)場(chang)(chang)規(gui)模保持增長趨(qu)勢。2021年(nian)(nian)，我(wo)國(guo)(guo)(guo)氣凝膠市(shi)場(chang)(chang)規(gui)模達(da)到(dao)17.56億(yi)元(yuan)，近(jin)五年(nian)(nian)復合增長率達(da)到(dao)23.58%。預計2023年(nian)(nian)我(wo)國(guo)(guo)(guo)氣凝膠市(shi)場(chang)(chang)規(gui)模將達(da)到(dao)26.82億(yi)元(yuan)。

我(wo)國氣凝(ning)膠(jiao)產(chan)品(pin)主要分為(wei)氣凝(ning)膠(jiao)材(cai)料和氣凝(ning)膠(jiao)產(chan)品(pin)兩部分，其(qi)中氣凝(ning)膠(jiao)材(cai)料比產(chan)品(pin)生(sheng)產(chan)難度小，占(zhan)比較大。從氣凝(ning)膠(jiao)商(shang)品(pin)的市(shi)場份(fen)額來看，2021年氣凝(ning)膠(jiao)材(cai)料占(zhan)58%，氣凝(ning)膠(jiao)產(chan)品(pin)占(zhan)42%。

隨著氣(qi)(qi)凝膠(jiao)應用技術的(de)不(bu)斷成熟(shu)、工業化的(de)不(bu)斷推進和(he)政(zheng)策的(de)大力支持，近(jin)年來氣(qi)(qi)凝膠(jiao)材(cai)料(liao)的(de)產量和(he)消費量大幅增加。

2021年，我國氣凝膠材料產(chan)(chan)量和(he)消費(fei)量分別(bie)達到(dao)12.1萬立(li)(li)方(fang)米(mi)和(he)11.8萬立(li)(li)方(fang)米(mi)，5年內復(fu)合增(zeng)長率分別(bie)為23.51%和(he)22.15%。分析人(ren)士(shi)預計，2023年國內氣凝膠材料產(chan)(chan)量和(he)消費(fei)量將(jiang)分別(bie)增(zeng)加到(dao)16.1萬立(li)(li)方(fang)米(mi)和(he)15.7萬立(li)(li)方(fang)米(mi)。

目前(qian)，我(wo)國(guo)氣(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)行業的(de)主要產(chan)(chan)(chan)品(pin)有(you)氣(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)保溫(wen)氈、保溫(wen)板(ban)、保溫(wen)粉體和保溫(wen)采(cai)光瓦。隨著國(guo)內企(qi)業氣(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)技術的(de)發展和國(guo)內產(chan)(chan)(chan)品(pin)競爭力(li)的(de)提高，氣(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)產(chan)(chan)(chan)品(pin)行業規模不斷擴(kuo)大。2021年，我(wo)國(guo)氣(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)產(chan)(chan)(chan)品(pin)產(chan)(chan)(chan)量(liang)(liang)達到15.4萬噸，同(tong)比增長(chang)22.14%；氣(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)產(chan)(chan)(chan)品(pin)消費量(liang)(liang)為17.9萬噸，同(tong)比增長(chang)21.7%。預計2023年產(chan)(chan)(chan)量(liang)(liang)和消費量(liang)(liang)將分別(bie)達到21.0萬噸和230萬噸.5萬噸。

氣(qi)凝(ning)膠性能(neng)優異(yi)，生產和(he)(he)(he)原(yuan)材(cai)(cai)料(liao)成本(ben)(ben)(ben)高于(yu)傳統材(cai)(cai)料(liao)，是(shi)使用有限的(de)主要原(yuan)因(yin)。根據說明(ming)。數據顯示，材(cai)(cai)料(liao)成本(ben)(ben)(ben)約(yue)為總成本(ben)(ben)(ben)的(de)48%，制造成本(ben)(ben)(ben)約(yue)為44%。具體來(lai)說，氣(qi)凝(ning)膠的(de)生產成本(ben)(ben)(ben)主要集中(zhong)在硅源、設備折舊和(he)(he)(he)能(neng)耗上。因(yin)此，未來(lai)氣(qi)凝(ning)膠應從(cong)干燥成本(ben)(ben)(ben)和(he)(he)(he)原(yuan)材(cai)(cai)料(liao)成本(ben)(ben)(ben)入手，節約(yue)成本(ben)(ben)(ben)。

從(cong)下游(you)應用來看，油氣工程在我國氣凝膠下游(you)占(zhan)比最(zui)高(gao)，約占(zhan)56%；其次，工業保溫(wen)占(zhan)18%，建筑制造(zao)占(zhan)9%，道路運(yun)輸（鋰電池）占(zhan)8%。

隨著我國綠色(se)環保(bao)理念(nian)的(de)深(shen)入(ru)，未(wei)來(lai)建筑、道路運輸等領域將成(cheng)為氣凝(ning)膠(jiao)快速增(zeng)長的(de)產業。根據(ju)IDTechex的(de)預測，到2026年(nian)，用于建筑的(de)氣凝(ning)膠(jiao)比例將增(zeng)加(jia)到14%，道路運輸比例將增(zeng)加(jia)到13%，油氣和工業保(bao)溫比例將分別降低(di)到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)(qi)凝膠(jiao)下游占(zhan)比最高的(de)油氣(qi)(qi)工程中(zhong)，氣(qi)(qi)凝膠(jiao)主要(yao)用作能(neng)源(yuan)基礎設(she)施的(de)外保溫材(cai)料和(he)天(tian)然氣(qi)(qi)管道的(de)保溫材(cai)料，可(ke)節省空間(jian)，提高約(yue)30%的(de)施工效率(lv)，節約(yue)資(zi)源(yuan)和(he)維護(hu)成本。在(zai)國(guo)內(nei)大型煉化工業快速發展的(de)環境(jing)下，氣(qi)(qi)凝膠(jiao)市場(chang)需(xu)求將迎來增長空間(jian)。在(zai)交通方面，由于(yu)氣(qi)(qi)凝膠(jiao)較輕(qing)，阻燃性能(neng)好(hao)，可(ke)以有(you)效解決電池熱(re)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，氣凝膠將應用于更(geng)多(duo)領域，市場規模有望擴大(da)。