千人计划网站
  设为首页 | 加入收藏 QQ群: 微信公共账号
注册 | 登录 | 中文|English
千人计划网广州  浙江  广西 欢迎广大海内外高层次人才踊跃申报千人计划、国内各地人才计划
您所在的位置:

气凝胶材料酝酿市场爆发

来源:中国科学报 作者:赵广立 2017-11-30 14:14:35
内容摘要: 气凝胶极高的孔隙率、导热系数低的特点让其具有良好的材料性能:超轻、绝热、耐温。它对于传统材料的替代场景很多,凡是涉及到温度隔绝的应用方面,都会希望用到这种材料。

  气凝胶,英文名称为“aerogel”,意为“飞行的凝胶”(组合词areo-gel)。凝胶怎么会飞?想象一下,如果把水母的水分“拿掉”却不改变其体积大小,将会如何?气凝胶即是如此,它自身的80%~99.8%以气态形式存在——这也正是它的神奇之处,气凝胶是人类能够人工制造出来的最轻的非晶固态材料,被称为“凝固的烟”“物质的第五种形态”。

  气凝胶极高的孔隙率、导热系数低的特点让其具有良好的材料性能:超轻、绝热、耐温。它对于传统材料的替代场景很多,凡是涉及到温度隔绝的应用方面,都会希望用到这种材料。

  爱彼爱和新材料有限公司(以下简称爱彼爱和)就是这样一家气凝胶生产及节能解决方案提供商。爱彼爱和副总经理董海兵在接受《中国科学报》记者独家专访时表示,气凝胶材料的应用远不止于to B场景,其在航天、军工、户外用品、日消等领域都有望大展身手。

  迎来产业化的曙光

  董海兵向记者介绍说,从分类上讲,气凝胶有碳气凝胶、硫气凝胶,金属气凝胶和氧化物气凝胶等。但目前从制备成本等综合因素而言,应用最为广泛的当属氧化硅气凝胶。他举例说,当前在北京许多双层电动巴士上,气凝胶材料已经用于电池仓的隔热防火方面。此外,气凝胶多孔、缓释的特性,未来还有望用于食品级包装、药物开发等领域。

  气凝胶材料以前只能在实验室中见到,而今,这种材料正迎来产业化的曙光。

  一般而言,一类新材料如果没有成本优势,很难对传统材料形成规模化替代。董海兵也坦承,制备成本曾一度困扰气凝胶材料的工业化应用。

  2008年,一个偶然的机会,爱彼爱和董事长田雷接触到了气凝胶这类材料。十多年来,爱彼爱和跟国内外许多科研机构、研究团队保持着密切交流与合作。“但实验室里的科研与工业应用是两码事,产品需要在应用场景磨合。”董海兵回顾说,气凝胶产品的工业化生产过程还是很艰辛的,“10年间,研发队伍遇到了无数困难”。

  尽管田雷当初并非专业技术人士,但他就是认准了这个材料的神奇特性。他想尽办法组建团队解决规模化生产这个大课题,如今终于看到了希望。

  董海兵介绍说,如今,爱彼爱和在河北省黄骅市,已经开工设计能力为3万立方米的生产线建设,并已投产1万立方米。

  “这是个什么概念?全国前三。3万立方米全部投产的话,爱彼爱和将成为全国数一数二的供应商。”董海兵说。

  “这将是个千亿元级的市场”

  值得一提的是,此前,国内由于制备技术等原因,国外气凝胶产品一度占领中国气凝胶市场。董海兵告诉记者,目前这种局面也正在扭转。

  “以前确实是国外产品占据中国大部分市场,比如美国的Aspen(阿斯彭)公司,气凝胶产品很早就进入中国市场。不过近年来中国气凝胶产业发展非常快,制备成本下降使得价格方面也逐渐找回优势。”董海兵说,中国虽然在气凝胶的规模化生产的研究比欧美晚十几年,但在研究应用上与国际同行处于同一水平,“欧美等发达国家在应用方面同样存在成本偏高的问题”。

  不过,董海兵也表示,国内气凝胶行业还远没有达到繁荣的程度,能够真正规模化量产气凝胶材料企业“只有数得过来的几家”,还没有真正形成行业生态。

  “可喜的是这个市场发展会很快,预计3年内就会有很可观的增长。”董海兵说,国内每年对气凝胶材料的需求增长保持在20%以上,甚至能超过30%——这比一般工业材料的需求增长高很多,特别是在工业发展状况近年来处于颓势的背景下,这一数字格外亮眼。

  这背后的动因是,大家对材料的节能环保等要求越来越高。

  “现在主要的替代场景还集中在交通行业,比如客车、高铁、船舶相关材料的替代方面。建筑材料替代还处于高端建筑应用阶段,还未大范围推广应用。电动汽车满大街跑起来的话,应用需求更大。”而且,董海兵说,现在的市场行情是供需两旺,“这是非常鼓舞人的。把潜在市场需求算上,这在未来将是一个千亿元级的市场。”

  应从国家层面大力发展

  相比大名鼎鼎的石墨烯材料而言,气凝胶材料名气并不大,其在整个国民经济应用中也未处于突出位置。对此,董海兵认为,考虑到气凝胶材料优异的环保节能,国家应从宏观政策的角度大力发展。

  相比气凝胶材料,传统材料不仅性能差,其在制备过程多伴有污染环境的因素。董海兵举例说,“同样是A4纸大小面积的保温材料,从厚度上来讲,岩棉要比气凝胶多出3~5倍。”

  他介绍说,岩棉是一种常见保温材料,它的制备要开山采石、高温炉熔,是一种高耗能、不环保材料。“使用气凝胶可以大幅减少这种高耗能、高污染材料的应用,如果能够大规模替代,对自然资源和环境保护的作用是不言而喻的。”

  “使用气凝胶不仅仅是材料上的替代,更是能源结构、生产方式上的替代。”董海兵说,上海静安、北京西红门等地区的起火、爆炸事件,之所以最终酿成大祸,都与使用了易燃保温材料不无干系。从人民生命财产安全的角度来考虑,更应该推广耐高温、不燃的气凝胶材料的应用。

  材料的广泛应用必然涉及标准的制定。一个好消息是,我国第一个气凝胶材料方面的国家标准——《纳米孔气凝胶复合绝热制品》,已经制备完成,并将于2018年9月1日起正式实施。

  应南京玻璃纤维研究设计院的邀请,爱彼爱和自2015年初起便参与到了气凝胶制品国标编制工作之中,并向国家标准制订工作组提供了多款样品。

  “气凝胶复合绝热制品国标正式公布,明年便开始实施,这是气凝胶行业的一件大喜事。”田雷表示,“标准化工作,在促进企业发展、推动产业转型升级方面发挥了积极的影响。”

声明:凡本网注明“来源:XXX”的文/图等稿件,本网转载出于传递更多信息及方便产业探讨之目的,并不意味着本站、中组部海外高层次人才引进工作专项办公室赞同其观点或证实其内容的真实性,文章内容仅供参考。
重点推荐
千人计划
党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央明确提出“聚天下英才而用之”的...   详细>>
独家策划
千人计划
千人计划网在中组部海外高层次人才引进工作专项办公室的指导下已运作四年,在这四年中...  详细>>