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)物、氮化(hua)物、量(liang)子點(dian)、生物質基有機(ji)及碳氣(qi)凝膠(jiao)等新型氣(qi)凝膠(jiao)材(cai)料(liao)已經得以成功制(zhi)備(bei)，但是此類(lei)氣(qi)凝膠(jiao)材(cai)料(liao)合成機(ji)制(zhi)研(yan)(yan)究(jiu)尚不夠深入(ru)，同時氣(qi)凝膠(jiao)網(wang)絡(luo)結構(gou)生長機(ji)制(zhi)、表面組(zu)成及化(hua)學結構(gou)調(diao)控(kong)和(he)高溫結構(gou)穩(wen)定性調(diao)控(kong)等需要進一步(bu)研(yan)(yan)究(jiu)，后期需要將目光集中在量(liang)子化(hua)學及分(fen)子動(dong)力學計算和(he)實(shi)驗研(yan)(yan)究(jiu)相(xiang)結合上(shang)，實(shi)現從(cong)分(fen)子、原子層(ceng)面對(dui)氣(qi)凝膠(jiao)材(cai)料(liao)的形成機(ji)制(zhi)進行深入(ru)研(yan)(yan)究(jiu)和(he)對(dui)氣(qi)凝膠(jiao)材(cai)料(liao)的性能進一步(bu)優化(hua)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(ning)膠(jiao)在電極材料(liao)、半(ban)導體材料(liao)、磁(ci)性(xing)(xing)材料(liao)等方(fang)面(mian)的(de)應用研(yan)究還(huan)不(bu)夠完善，有(you)關結構和(he)性(xing)(xing)能(neng)關系(xi)的(de)研(yan)究尚不(bu)深入，需要(yao)進(jin)一步研(yan)究其內在機制，揭示性(xing)(xing)能(neng)和(he)結構之間的(de)關聯，同時(shi)高性(xing)(xing)能(neng)、多功(gong)能(neng)型(xing)氣(qi)凝(ning)膠(jiao)材料(liao)還(huan)有(you)待對氣(qi)凝(ning)膠(jiao)材料(liao)的(de)性(xing)(xing)能(neng)進(jin)一步開(kai)發。

3、規模化生產問題還未解決

在工(gong)(gong)(gong)業(ye)生產(chan)方面，氣(qi)凝膠(jiao)因成(cheng)本較高、施(shi)工(gong)(gong)(gong)不易限制了其規(gui)模化應用(yong)，需要采用(yong)成(cheng)本更加低廉的(de)(de)前(qian)驅體，結(jie)合成(cheng)本更低的(de)(de)干燥手段，使生產(chan)工(gong)(gong)(gong)藝得到完善，進一步降低氣(qi)凝膠(jiao)材(cai)料(liao)的(de)(de)成(cheng)本，推(tui)動氣(qi)凝膠(jiao)的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)業(ye)化生產(chan)。只有(you)這樣，氣(qi)凝膠(jiao)材(cai)料(liao)才有(you)望在今后成(cheng)為推(tui)動社(she)會發展變革的(de)(de)超級(ji)材(cai)料(liao)，為人類的(de)(de)生活帶(dai)來(lai)真正(zheng)意義上的(de)(de)革新。

二、氣凝膠的市場規模

氣(qi)凝(ning)膠是一種新型材料，具有優異的隔(ge)熱(re)特性，在油(you)氣(qi)、新能源(yuan)電池、墻體保溫等(deng)領(ling)域(yu)具有廣闊的應用前景。目前，市場(chang)上常見的氣(qi)凝(ning)膠通常是硅氣(qi)凝(ning)膠、碳氣(qi)凝(ning)膠和二氧化(hua)硅氣(qi)凝(ning)膠。

近年來，我(wo)國(guo)氣(qi)凝膠市(shi)場規(gui)模(mo)保持增長(chang)趨(qu)勢。2021年，我(wo)國(guo)氣(qi)凝膠市(shi)場規(gui)模(mo)達到(dao)(dao)17.56億元，近五(wu)年復合增長(chang)率達到(dao)(dao)23.58%。預計2023年我(wo)國(guo)氣(qi)凝膠市(shi)場規(gui)模(mo)將(jiang)達到(dao)(dao)26.82億元。

我國(guo)氣凝(ning)膠(jiao)(jiao)產品(pin)主要分為(wei)氣凝(ning)膠(jiao)(jiao)材料(liao)和氣凝(ning)膠(jiao)(jiao)產品(pin)兩部分，其中氣凝(ning)膠(jiao)(jiao)材料(liao)比產品(pin)生產難度(du)小(xiao)，占(zhan)比較大。從氣凝(ning)膠(jiao)(jiao)商品(pin)的市(shi)場份額(e)來(lai)看，2021年(nian)氣凝(ning)膠(jiao)(jiao)材料(liao)占(zhan)58%，氣凝(ning)膠(jiao)(jiao)產品(pin)占(zhan)42%。

隨著氣(qi)凝膠應用技術的不(bu)斷成(cheng)熟、工業化的不(bu)斷推進和(he)政策(ce)的大力支持，近年來氣(qi)凝膠材料(liao)的產量和(he)消費量大幅增加。

2021年(nian)，我國(guo)氣(qi)凝膠材料(liao)產量(liang)(liang)和(he)消費量(liang)(liang)分別(bie)(bie)達到12.1萬立(li)方(fang)(fang)(fang)米(mi)和(he)11.8萬立(li)方(fang)(fang)(fang)米(mi)，5年(nian)內復合增長率分別(bie)(bie)為(wei)23.51%和(he)22.15%。分析人士預計，2023年(nian)國(guo)內氣(qi)凝膠材料(liao)產量(liang)(liang)和(he)消費量(liang)(liang)將分別(bie)(bie)增加(jia)到16.1萬立(li)方(fang)(fang)(fang)米(mi)和(he)15.7萬立(li)方(fang)(fang)(fang)米(mi)。

目前，我國(guo)氣(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)行業的主要產(chan)(chan)品(pin)有(you)氣(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)保溫(wen)(wen)(wen)氈、保溫(wen)(wen)(wen)板、保溫(wen)(wen)(wen)粉體和保溫(wen)(wen)(wen)采光瓦。隨(sui)著國(guo)內(nei)企業氣(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)生產(chan)(chan)技術(shu)的發展和國(guo)內(nei)產(chan)(chan)品(pin)競爭力的提(ti)高，氣(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)產(chan)(chan)品(pin)行業規模不(bu)斷擴大。2021年，我國(guo)氣(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)產(chan)(chan)品(pin)產(chan)(chan)量(liang)達到(dao)15.4萬噸(dun)(dun)(dun)，同(tong)比(bi)增長22.14%；氣(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)產(chan)(chan)品(pin)消費(fei)量(liang)為17.9萬噸(dun)(dun)(dun)，同(tong)比(bi)增長21.7%。預計2023年產(chan)(chan)量(liang)和消費(fei)量(liang)將分別達到(dao)21.0萬噸(dun)(dun)(dun)和230萬噸(dun)(dun)(dun).5萬噸(dun)(dun)(dun)。

氣凝膠性能優異，生產和原材料成(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)高于傳統材料，是使用有限的(de)主要原因(yin)(yin)。根據說明(ming)。數據顯示(shi)，材料成(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)約(yue)為(wei)總成(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)的(de)48%，制造成(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)約(yue)為(wei)44%。具體來說，氣凝膠的(de)生產成(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)主要集(ji)中在硅源、設備折舊和能耗上。因(yin)(yin)此，未(wei)來氣凝膠應從干燥(zao)成(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)和原材料成(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)入手，節約(yue)成(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)。

從下游應(ying)用來(lai)看，油氣(qi)工程(cheng)在我國(guo)氣(qi)凝膠下游占(zhan)(zhan)比最高(gao)，約占(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(wo)國(guo)綠色(se)環保理念的深入，未來建筑、道(dao)(dao)路運(yun)輸(shu)等(deng)領(ling)域將成為氣(qi)凝(ning)膠快速(su)增(zeng)長的產(chan)業。根據IDTechex的預測，到2026年，用于建筑的氣(qi)凝(ning)膠比例(li)將增(zeng)加到14%，道(dao)(dao)路運(yun)輸(shu)比例(li)將增(zeng)加到13%，油氣(qi)和工業保溫比例(li)將分別(bie)降低到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

在我國氣(qi)凝膠(jiao)下(xia)游占比(bi)最高(gao)的油氣(qi)工程中，氣(qi)凝膠(jiao)主(zhu)要用作能源基(ji)礎設(she)施(shi)的外(wai)保溫材料和天然氣(qi)管道的保溫材料，可節(jie)省空(kong)間，提(ti)高(gao)約30%的施(shi)工效(xiao)率，節(jie)約資(zi)源和維(wei)護成本(ben)。在國內大(da)型(xing)煉(lian)化工業快速發展(zhan)的環境下(xia)，氣(qi)凝膠(jiao)市(shi)場需求將迎來增長空(kong)間。在交通方面，由于氣(qi)凝膠(jiao)較輕，阻(zu)燃性能好，可以有(you)效(xiao)解(jie)決電(dian)池熱失(shi)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(ying)用于更多領(ling)域，市場規模有(you)望擴大。