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突然“崛起”的气凝胶是什么?

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气凝胶属于新兴材料,是当今世界上密度最小的固体,在空气中呈现出烟雾的状态,因此又称为“冻烟”。

什么是气凝胶?

气凝胶属于新兴材料,是当今世界上密度最小的固体,在空气中呈现出烟雾的状态,因此又称为“冻烟”。

结构方面,由于其纳米尺度的多孔网络结构,导致其具有热学、光学、声学、电学等一系列特殊的性能,是世界上最轻的固体材料,也是性能最好的隔热材料。

有哪些应用?

因为其出色的绝热性能,气凝胶在油气、新能源电池、建筑保温领域有广阔的应用。

从下游应用上看,油气和工业隔热是气凝胶的主要应用领域,2021年油气项目占气凝胶下游应用比例约为56%,工业隔热占18%,建筑制造占9%、交通运输(锂电)占8%。

其中,石油化工企业需降低能耗,提高保温技术,其相比传统保温材料具有显著优势,在石油化工领域主要用在能源基础设施的外保温材料,能够很好的减少管道暴露所带来的热损失。

建筑领域方面,由于建筑物通过维护结构传热,其耗热量占整个建筑使用能耗的73%-77%,其中外墙耗热量占了30%左右,而气溶胶可通过以保温涂料、气凝胶玻璃等形式限制热量损失。

长江证券指出,随着环保理念的深入,气凝胶在各个领域的优势性被大力发掘,应用领域有望进一步拓展,建筑建造、新能源汽车等新兴领域未来有望飞速发展。

而在这其中,其在新能源车行业的看点又被重点关注,中信证券称油气保温与动力电池用气凝胶产品合计占比约60%,且未来用于电池包的气凝胶材料占比将会得到提升,而油气的占比则会对应下降。

新能源车应用有望爆发

一般而言,新能源汽车存在自燃的风险,其背后主要原因是电池内部的隔热水平不够,单个电芯的热失效扩大到整个电池组。而气凝胶为无机材料,A级防火,一定程度阻止电池自燃,或车厢燃烧蔓延到电池,提供车辆安全稳定性。

另一方面,据年初实施的《电动汽车用动力蓄电池安全性要求》要求在电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸,且此项为锂电池安全的考核重点。对此,中信证券强调,在目前的材料中,仅气凝胶能够满足电芯热失控后的隔热要求。

此外,由于车用产品对价格接受程度较高,因此气凝胶还能实现汽车轻量化,延长电池使用寿命,成为保障安全等问题的绝佳材料。

成本高致使应用受限,但未来市场空间广阔

目前,高昂的原料成本和制造费用为气凝胶行业发展受限的原因之一,材料成本约占气凝胶总成本的48%,制造成本约占44%。

但长江证券认为,中国已成为世界上最大的功能性硅烷生产国和出口国,行业正向中国加速转移,随着前驱体的产能扩张,前驱体的价格有望降低,带动气凝胶的成本下移。

中信证券也指出,相较于传统隔热材料,预计气凝胶材料在全生命周期内可实现较好的经济效益,有望随成本逐渐下降提升竞争优势。

数据显示,近年来,全球和我国气凝胶市场快速增长,2021年全球SiO2气凝胶市场规模达26.2亿美元,同比增长9.2%。

后市空间方面,中信证券预计,2025年我国气凝胶材料市场空间为126-161亿元,乐观估计下,对应2021-2025年复合年化增长率为41%。

气凝胶

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