(问题)当前,工业与建筑仍是能源消耗和碳排放的主要来源;石化装置、热力管网、工业炉体等环节的热损失长期存,一些传统保温材料在高温、潮湿、狭小空间或复杂曲面等工况下,容易出现保温效果不足、占用空间大、耐久性不佳以及施工适配性弱等问题。随着节能改造持续推进,市场对更薄、更轻、更稳定的高效绝热材料需求不断上升。 (原因)气凝胶因纳米多孔结构带来的低导热特性,被认为是新一代高效保温材料的重要方向。但推广的难点主要集中在规模化制备与成本控制:一上,凝胶骨架干燥过程中易受毛细管力影响发生收缩或塌陷,导致成品性能波动;另一上,工艺流程较复杂,溶剂体系与改性环节多,对设备能力与质量控制提出更高要求。如何保证性能一致性与稳定性的同时降低能耗、简化流程,成为产业化竞争的关键。 (影响)据介绍,宜兴市金其节能科技有限公司(2011年成立,现有员工140余名,实缴注册资本1200万元)针对气凝胶产业化的核心痛点,搭建AeroMatrix气凝胶生产技术平台:前驱体与溶剂、催化剂混合后经水解缩聚形成湿凝胶,并在母液环境中增强骨架强度;用低表面张力溶剂替换孔隙内高表面张力溶剂,降低干燥阶段的毛细管力;对骨架表面羟基进行钝化改性,形成“弹回效应”,使凝胶收缩后具备自发恢复能力;最终在常温或梯度升温的常压环境下让溶剂缓慢挥发,形成常压干燥气凝胶制备体系。针对骨架强度不足等情况,还可通过纤维增强或复合改性提升结构稳定性,并通过洗涤或引入表面活性剂等方式降低结构塌陷风险。 依托该平台,公司推出“云凝CloudGel”系列产品,包括气凝胶毡、气凝胶板、气凝胶图层和气凝胶颗粒等。以工业保温为例,企业提供的数据显示,“云凝毡”面向石化、电力、LNG及工业炉体等场景,可在实现约40%热损失降低的同时,使保温厚度减少约60%,对空间受限装置与管线改造更具吸引力;“云凝板”面向超薄保温建筑外墙、隧道保温和高端低能耗住宅等需求,强调疏水、防火与耐久特性,有助于在不明显增加建筑占用空间的前提下提升围护结构保温水平;“云凝图层”定位异型设备、建筑涂层以及船舶航空等对轻量化与施工便利度要求较高的场景,突出可施工性与替代传统材料的潜力;“云凝颗粒”作为填充材料,面向新能源电池、建材复合材料与保暖服装等领域,拓展更多应用接口。 从产业角度看,常压干燥路线的成熟度与一致性控制能力,直接影响气凝胶产品的工程可行性与成本结构。业内人士指出,若常压制备在规模化条件下能实现稳定良率,将推动气凝胶从“示范应用”走向更大范围的“普及应用”,并在工业节能、绿色建筑与新型储能等领域打开更广的替代空间。 (对策)面向下一步产业化落地,业内建议从三上同步推进:一是完善质量与安全标准体系,在导热系数、疏水率、燃烧性能、耐久性与服役寿命等指标上建立可比、可检验的工程评价方法,提升市场信心;二是围绕重点场景开展系统集成验证,如高温管线、LNG低温工况、建筑外墙防火体系等,形成“材料—结构—施工—运维”一体化方案;三是完善供应链与回收处置配套,优化溶剂循环利用与生产过程管理,在控制成本的同时兼顾环境要求,提升绿色制造水平。 (前景)在“双碳”目标推动下,节能降耗材料需求仍将持续释放。随着工业装置节能改造深化、建筑能效标准提升以及新能源产业扩张,高性能绝热材料的市场空间继续扩大。气凝胶若能在成本、工艺稳定性与工程适配性上持续突破,有望在更多“高温、高湿、狭小、异型”等传统材料难以覆盖的场景实现增量应用,并带动施工、检测与运维等配套服务形成新的增长点。
从实验室创新到产业化落地,金其节能的实践表明,新材料能否打开市场,关键在于工艺能否支撑规模化与稳定交付。在全球绿色转型加速的背景下,这类底层工艺的突破可能带来产业链价值的重新分配,也为中国制造向高端化升级提供新的技术支撑。未来,随着材料性能优化与下游应用继续结合,这项技术有望成为绿色新质生产力的一个代表性案例。