最近，第三方调研显示比亚迪拟全系产品采用气凝胶，这种材料此前系高端产品采用，比亚迪等着用的气凝胶，是什么？有人称它是“冻结的蓝烟”，也有人叫它“固体空气”它被誉为“可以改变世界的神奇材料”。

气凝胶：“目前世界上最轻的固体”是一种纳米级的多孔固态新型材料，具有导热系数低、防火等级高、防水效果好、使用温度范围广等优良性能，是目前世界上最轻的固体。在浅色背景下，它透明到几乎看不见。一旦背景变深，它就有了蓝色烟雾般的飘渺感。

气凝胶五大特点

导热系数低：气凝胶导热系数在0.02w/mK，传统保温材料导热系数在0.028~0.045W/mK。

防火等级高：气凝胶具有完全不燃的A级防火性，传统保温材料如橡塑和聚氨酯容易发生火灾。

防水效果好：气凝胶憎水率超过99%，具有独特的疏水透气性。大多是传统保温材料无防水性效果。

使用温度范围广：气凝胶使用温度范围在-200~650°℃，橡塑是-40~120°C，硅酸铝不耐低温，高温可达800°℃。

使用寿长：气凝胶使用寿命在15年以上，传统材料则在3~5年。

缺点及改进方法

强度低、韧性差——通过添加颗粒、纤维等增强体，提高强度和韧性。高温遮挡红外辐射能力差——通过添加炭黑、陶瓷纤维等遮光剂，提高遮挡辐射能力。

气凝胶的种类

气凝胶材料种类多样，按照前驱体可分为氧化物、碳化物、聚合物、生物质、半导体、非氧化物、金属七大类

按照组分不同可分为单组分和多组分气凝胶。

其中，单组份气凝胶包括氧化物气凝胶、碳化物气凝胶、 有机气凝胶、氮化物气凝胶、碳气凝胶和生物质气凝胶等，在隔热、吸附、催化、储能转化和生物医用等领域均有所突破。目 前，SiO2气凝胶研发、生产、应用最为成熟，据《抢抓“碳达峰”历史机遇，加快气凝胶产业快速成长》，2019年占据全球 69%的市场份额。

气凝胶的发展历史

1913年诞生:

美国人Kistler.S.成功以水玻璃为原料,采用乙醇超临界干燥技术制得世界上第一块气凝胶———SiO2气凝胶。

1940年第一次产业化:

美国孟山都公司与Kistler合作生产名为Santocel的气凝胶粉体，但因高昂制造成本及应用开发的滞后,20世纪70年代终止气凝胶项目。

第二次产业化:

1984年瑞典Airglass公司使用甲醇超临界技术,该材料用于切伦科夫探测器

1989年美国Thermalux公司使用CO2超临界技术,由于经营不善,项目终止。

1992年德国Hoechst公司以常压干燥技术生产气凝胶粉体,推动气凝胶粉体在隔热涂料、消光剂等多个领域的应用。

第三次产业化:

1999年美国Aspen Systems公司承接美国宇航局的课题,成功制备出纤维复合的气凝胶超级绝热材料。并于2001年正式成立了Aspen Aerogel公司,进行气凝胶的商业化运作，开始将气凝胶绝热毡推广应用至航天军工、石化领域。

2003年Cabot公司通过兼并德国Hoechst,成立了气凝胶专业公司，主要产品为气凝胶粉体颗粒，作为涂料添加剂或采光玻璃中的填充层应用。

2004年中国首家气凝胶商业化公司纳诺高科成立。

第四次产业化:

2010年国内首批气凝胶生产企业陆续成功开拓了工业设备管道节能，新能源汽车安全防护、轨交车厢及船体防火隔热保温的应用市场

2017年我国发布了《纳米孔气凝胶复合绝热制品》

(GB/T34336-2017)国家标准，同年气凝胶被列入国家重点节能低碳技术推广目录。

2020年国内气凝胶材料的产能达20万立方米以上。

气凝胶的应用领域

早期气凝胶主要应用在航天、军工和国防领域，随后逐步扩展至石化、工业、建筑、交通、日用等领域。

目前，下游集中在工业管道保温，如油气项目、工业隔热，以及建筑建造隔热等。随着应用领域的不断拓宽，新能源汽车、日用户外等领域市场也将逐渐打开。

石油化工

气凝胶绝热毡是一种通过特殊工艺，将气凝胶材料复合在柔性基材中的柔性保温材料。

相比传统保温材料，其具有使用温度范围更广、隔热更优、厚度更薄（传统材料的1/3 - 1/5）、更抗腐蚀、憎水率高、更防火等优点，是“双碳”目标下石化、LNG管线等实现节能降碳的优选材料。

中国已有多家石油石化企业采用气凝胶用于管线保温。如，中石油、中石化、中海油等。

新能源汽车

根据美国航天航空管理局下属公司、全球气凝胶龙头Aspen Aerogel推算，平均每辆新能源到汽车可用到7.32平方米气凝胶产品。

气凝胶具有导热系数低、不产生有毒气体、质轻、厚度薄等优势，用于动力电池电芯之间，模组与壳体之间、电池箱外部。

能够有效解决低温环境下动力电池的保温问题，以及高温环境下动力电池的热失控问题、实现对电池组的有效热管理，是单位体积下隔热效果优良、安全性能较佳的动力电池隔热阻燃材料。

例如，SiO₂气凝胶玻纤毡复合材料的高温耐受能力高于800℃，能够抵御电池包短路造成的高温能量瞬间冲击，有效防止锂离子动力电池箱中单块电池单体过热造成的连锁效应。

还可以应用于汽车的整车结构，如车顶、门框、发动机罩等，可以起到车厢内保温、节能减排的效果，而且占用空间可大幅缩小。

目前，宁德时代、中航锂电、国轩高科等全球前十大动力电池厂商均有采购气凝胶产品。美国Aspen Aerogels在2021年年报中表示，计划在佐治亚州建立第二个气凝胶厂以将满足电动汽车需求。

航天乌江、埃力生、爱彼爱和、岩拓、中凝科技等气凝胶生产企业均有供应电池用气凝胶产品。

建筑节能

由于气凝胶材料比表面积大、孔隙率高、粒径小等结构特征，使其具有良好的隔热保温性能、防火阻燃性能，能够有效满足现代建筑节能要求。目前，其应用形式主要有气凝胶玻璃、气凝胶涂料、气凝胶毡、气凝胶板材以及屋顶太阳能集热器等。

气凝胶复合不燃保温板是采用新型超级绝热材料气凝胶、水泥基胶凝材料、无机复合母料及可发性聚苯乙烯为主要原料，经特殊工艺复合加工制备而成的建筑节能领域创新型防火保温材料。

2023年3月21日美国科罗拉多大学研究团队开发出一种方法，通过添加透明气凝胶来更好地隔热，这种方法可用于窗户的双层玻璃中。在发表于最新一期《自然·能源》杂志上的论文中，该团队描述了气凝胶的制作方法，以及使用这种材料的窗户有望在很大程度上提高能源效率。

航天军工

中国航天科工三院306所研制的高性能纳米气凝胶隔热毡产品，被用于长征五号B运载火箭发动机的燃气系统、隔离气瓶和氧涡轮的隔热层，有效隔绝发动机产生的热能，对发动机燃气管路周边的电子元器件实现了有效防护。

纺织服装

航天员在太空中穿着的宇航服，能扛住极限温差的秘诀是因为宇航服中，采用了 气凝胶技术。

这种特殊的材质，最初由美国NASA为航天应用而研发，NASA曾用气凝胶制备宇航员飞行隔热内里，帮助宇航员解决1400℃高温到-130℃超低温的多次往返难题。

国产科技服装品牌素湃利用航天材料“气凝胶”，开发出一种获得新专利的抗寒面料 - 蓝奇热气凝胶！

在-196℃的液氮的条件下，西红柿、猪肉都冻成冰块。但气凝胶制成的抗寒服性能极佳，即使在穿上后用-196℃的液氮喷射，也能隔绝伤害。

海外服装品牌Champion、OROS、MONGRE也已推出气凝胶系列服装产品。

此外，气凝胶新材料企业中凝科技、岩拓等纷纷推出气凝胶纺织材料产品，如气凝胶夹层、气凝胶纤维、气凝胶布等。

气凝胶赛道多企业“打”的火热

气凝胶作为新兴的新材料之一，凭借其出色的绝热性能，在石油化工、工业隔热等领域有广阔的应用前景。基于气凝胶产品巨大的市场空间，多家企业入局气凝胶行业，推动行业产能加速扩充，扩建项目稳步提升。

随着下游需求的快速提升，众多企业入局气凝胶赛道。据不完全统计，包括埃力生、晨光新材、宏柏新材、泛亚微透、纳诺科技等多家企业已经涉足或者扩产中。而就在3月中旬，中石化宣布投资广东埃力生科技股份有限公司，投资并未公开，但业内消息称总金额超亿元。

在国家“双碳”战略大背景下，中国石化深入实施绿色洁净发展战略，资本公司布局节能环保领域。纳米孔气凝胶毡作为一种新型绝热材料广泛应用于石化行业油气传输、蒸汽管道和工艺管道上，可有效降低输送过程中的热量损失。对比传统材料，使用气凝胶保温材料在初期投入稍高，但可以在节约的热损上得到回报，并且气凝胶材料使用寿命长，省去了大量的维护、更换费用和人工安装费用，也给稳定安全生产提供了保障。与中国石化在节能环保、提升经济性等方面具有良好协同效应，将有力助力中国石化实现节能降碳行动目标。

埃力生本次融资最大亮点莫过于中石化，不仅是投资人，还是产业链的用户端，重金杀入或许是对气凝胶在管道方面应用前景的肯定。

气凝胶是国家基础战略性前沿新材料，对降低碳排放、实现“双碳”目标具有重要战略意义。近年来，国家和地方密集出台多项政策，大力鼓励气凝胶行业发展。

文章来源： 有机硅，华声在线，国海证券