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(tan)(tan)化物、氮化物、量(liang)子(zi)點、生物質基(ji)有機及碳(tan)(tan)氣(qi)(qi)凝膠等(deng)新型氣(qi)(qi)凝膠材(cai)料(liao)(liao)(liao)已經得以(yi)成功制備，但是此(ci)類氣(qi)(qi)凝膠材(cai)料(liao)(liao)(liao)合(he)成機制研究(jiu)尚不夠深(shen)(shen)入，同時氣(qi)(qi)凝膠網絡(luo)結(jie)構(gou)生長機制、表面(mian)組成及化學(xue)結(jie)構(gou)調(diao)控(kong)和(he)高(gao)溫結(jie)構(gou)穩定性調(diao)控(kong)等(deng)需(xu)要進(jin)一步研究(jiu)，后期需(xu)要將目光集中(zhong)在量(liang)子(zi)化學(xue)及分子(zi)動力學(xue)計(ji)算和(he)實(shi)驗研究(jiu)相結(jie)合(he)上，實(shi)現從分子(zi)、原子(zi)層(ceng)面(mian)對(dui)氣(qi)(qi)凝膠材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)形成機制進(jin)行(xing)深(shen)(shen)入研究(jiu)和(he)對(dui)氣(qi)(qi)凝膠材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)性能進(jin)一步優化調(diao)控(kong)。

2、功能型氣凝膠材料的研究有待繼續深入

氣(qi)凝膠(jiao)在電極材(cai)料、半導體材(cai)料、磁性(xing)材(cai)料等方面的應(ying)用研究(jiu)還不夠完善，有(you)關結(jie)構和性(xing)能(neng)關系的研究(jiu)尚不深入(ru)，需要進一(yi)步研究(jiu)其內在機制(zhi)，揭示性(xing)能(neng)和結(jie)構之(zhi)間的關聯(lian)，同時高性(xing)能(neng)、多功能(neng)型氣(qi)凝膠(jiao)材(cai)料還有(you)待對氣(qi)凝膠(jiao)材(cai)料的性(xing)能(neng)進一(yi)步開發(fa)。

3、規模化生產問題還未解決

在工業生(sheng)產方面，氣凝(ning)膠因成本(ben)較高、施工不(bu)易(yi)限制了其(qi)規(gui)模化(hua)應用，需要采用成本(ben)更加低(di)廉的(de)(de)前驅(qu)體，結合成本(ben)更低(di)的(de)(de)干(gan)燥手段，使生(sheng)產工藝(yi)得(de)到完善，進一步降低(di)氣凝(ning)膠材料(liao)(liao)的(de)(de)成本(ben)，推(tui)動氣凝(ning)膠的(de)(de)工業化(hua)生(sheng)產。只有這(zhe)樣(yang)，氣凝(ning)膠材料(liao)(liao)才有望在今后(hou)成為推(tui)動社(she)會發展變革(ge)的(de)(de)超級材料(liao)(liao)，為人(ren)類的(de)(de)生(sheng)活帶來真正(zheng)意義上的(de)(de)革(ge)新。

二、氣凝膠的市場規模

氣凝膠是一種(zhong)新型材料(liao)，具(ju)有(you)優異的(de)隔(ge)熱特(te)性，在油氣、新能源電池、墻體保(bao)溫等領域具(ju)有(you)廣闊的(de)應用前景。目(mu)前，市場上常見的(de)氣凝膠通(tong)常是硅(gui)氣凝膠、碳氣凝膠和(he)二氧化硅(gui)氣凝膠。

近年來，我國(guo)氣(qi)(qi)凝(ning)膠市場(chang)規模(mo)保持(chi)增(zeng)長趨(qu)勢。2021年，我國(guo)氣(qi)(qi)凝(ning)膠市場(chang)規模(mo)達到17.56億元(yuan)，近五年復(fu)合增(zeng)長率達到23.58%。預計2023年我國(guo)氣(qi)(qi)凝(ning)膠市場(chang)規模(mo)將達到26.82億元(yuan)。

我國氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)產品(pin)(pin)主要分(fen)為(wei)氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)材料(liao)和氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)產品(pin)(pin)兩部分(fen)，其中(zhong)氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)材料(liao)比產品(pin)(pin)生(sheng)產難度小，占(zhan)比較大。從(cong)氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)商品(pin)(pin)的市場份額來看，2021年氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)材料(liao)占(zhan)58%，氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)產品(pin)(pin)占(zhan)42%。

隨著氣(qi)凝(ning)膠應用技術的不斷成熟、工業(ye)化的不斷推進和政策的大(da)力支(zhi)持(chi)，近年來氣(qi)凝(ning)膠材料的產量和消費量大(da)幅增加。

2021年(nian)，我國氣(qi)(qi)凝膠材料產(chan)量和(he)消(xiao)費量分別達到(dao)12.1萬立(li)方米和(he)11.8萬立(li)方米，5年(nian)內復(fu)合增長率(lv)分別為23.51%和(he)22.15%。分析人士預計，2023年(nian)國內氣(qi)(qi)凝膠材料產(chan)量和(he)消(xiao)費量將分別增加到(dao)16.1萬立(li)方米和(he)15.7萬立(li)方米。

目前(qian)，我國氣(qi)(qi)凝膠(jiao)(jiao)行業的主要產(chan)品(pin)(pin)有氣(qi)(qi)凝膠(jiao)(jiao)保(bao)溫氈、保(bao)溫板、保(bao)溫粉體和(he)(he)(he)保(bao)溫采光(guang)瓦。隨著國內(nei)企(qi)業氣(qi)(qi)凝膠(jiao)(jiao)生產(chan)技術的發展和(he)(he)(he)國內(nei)產(chan)品(pin)(pin)競爭力的提高，氣(qi)(qi)凝膠(jiao)(jiao)產(chan)品(pin)(pin)行業規模不斷擴大。2021年，我國氣(qi)(qi)凝膠(jiao)(jiao)產(chan)品(pin)(pin)產(chan)量達到15.4萬(wan)噸，同比增(zeng)長(chang)22.14%；氣(qi)(qi)凝膠(jiao)(jiao)產(chan)品(pin)(pin)消費量為17.9萬(wan)噸，同比增(zeng)長(chang)21.7%。預計2023年產(chan)量和(he)(he)(he)消費量將分別達到21.0萬(wan)噸和(he)(he)(he)230萬(wan)噸.5萬(wan)噸。

氣凝膠(jiao)(jiao)性能優(you)異，生產和原(yuan)材(cai)料成(cheng)本(ben)高(gao)于傳(chuan)統材(cai)料，是使用有限的主要(yao)原(yuan)因。根據說明。數(shu)據顯示，材(cai)料成(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(ti)來(lai)說，氣凝膠(jiao)(jiao)的生產成(cheng)本(ben)主要(yao)集中在硅源、設備折(zhe)舊和能耗上。因此(ci)，未來(lai)氣凝膠(jiao)(jiao)應從干燥成(cheng)本(ben)和原(yuan)材(cai)料成(cheng)本(ben)入手(shou)，節約(yue)成(cheng)本(ben)。

從下(xia)游(you)應用來看(kan)，油氣工程在(zai)我國氣凝膠下(xia)游(you)占(zhan)(zhan)比最高(gao)，約(yue)占(zhan)(zhan)56%；其(qi)次，工業保溫占(zhan)(zhan)18%，建筑制造占(zhan)(zhan)9%，道路運輸（鋰電池）占(zhan)(zhan)8%。

隨著我國綠色環保理念的(de)深入，未(wei)來建筑、道路運(yun)輸等領域將(jiang)成為氣凝膠快速增長的(de)產業。根據IDTechex的(de)預測，到2026年，用于建筑的(de)氣凝膠比例(li)將(jiang)增加到14%，道路運(yun)輸比例(li)將(jiang)增加到13%，油氣和工業保溫比例(li)將(jiang)分別降(jiang)低到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)我國氣凝(ning)膠(jiao)下游占(zhan)比最高(gao)的(de)(de)油(you)氣工(gong)程中，氣凝(ning)膠(jiao)主要(yao)用(yong)作能源(yuan)基礎設施的(de)(de)外保(bao)溫(wen)材(cai)料和(he)天然氣管(guan)道的(de)(de)保(bao)溫(wen)材(cai)料，可(ke)節(jie)省空(kong)間，提高(gao)約30%的(de)(de)施工(gong)效率(lv)，節(jie)約資(zi)源(yuan)和(he)維護(hu)成本(ben)。在(zai)國內大型煉化工(gong)業(ye)快速(su)發展的(de)(de)環(huan)境(jing)下，氣凝(ning)膠(jiao)市(shi)場需求將(jiang)迎來增長(chang)空(kong)間。在(zai)交(jiao)通方面(mian)，由于氣凝(ning)膠(jiao)較(jiao)輕，阻燃性能好，可(ke)以(yi)有效解決電(dian)池熱失控問題(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(yong)于更多領域，市場規模有望擴大。