报告概述

到 2034 年，全球碳气凝胶 (CAG) 市场规模预计将从 2024 年的1.218 亿美元增长到6.268 亿美元左右，复合年增长率为在 2025 年至 2034 年的预测期内，这一数字将增长 17.8%。2024 年，北美占据了主导市场地位，占据了超过42.1%的份额，收入5130 万美元。

气凝胶是一种从凝胶中提取的超轻固体材料，其中液体成分被气体取代，使其达到99.8% 空气。同样，碳气凝胶 (CAG) 是一种由 3D 纳米颗粒网络制成的超轻多孔碳基材料。它是通过热解（在缺氧环境中加热）有机气凝胶制成的，可去除非碳分子并形成高导电性和多孔结构。

碳气凝胶很有价值d 因其高表面积、低密度和导电性，使其可用于能源存储、催化和环境净化等领域。能量存储是这些气凝胶的主要驱动力。然而，由于它们的多孔性，汽车、航空航天和船舶工业对它们的部件有很高的需求。此外，由于其高吸收能力，它们可用于清理溢油和吸收废水中的有毒化学物质。然而，由于这些气凝胶的生产工艺非常复杂，公司在扩大生产规模时面临困难。

主要要点

• 2024年全球碳气凝胶市场价值1.218亿美元。
• 全球碳气凝胶市场预计将以复合年增长率增长17.8%，预计到 2034 年将达到6.268 亿美元。
• 根据产品形式，碳气凝胶毯状形式占据市场主导地位，约占全球市场总量的55.3％。
• 从产品类型来看，基于间苯二酚-甲醛的碳气凝胶占据了主要市场份额，约为46.5％。
• 在碳气凝胶的应用中，能源和电力行业成为市场的主要领域，占33.9％
• 2024 年，北美是碳气凝胶市场最主要的地区，约占全球总消费量的42.1%。

形态分析

毯状碳气凝胶主导了 2020 年的市场。 2024年。

碳气凝胶市场根据产品形式分为毯状、颗粒、面板和整体。毯状碳气凝胶占据市场主导地位，约占55.3％的市场份额。他们的范围更广与颗粒、整料和面板相比，它们以实用的形式结合了灵活性、易于处理和高性能隔热性能。

由于超低导热率通常低于 0.015 W/m·K，密度低至 0.1 g/cm3，毯子可以贴合不规则表面、管道和设备外壳，而刚性面板在这些地方难以安装。与颗粒不同，毯子可以减少灰尘的产生和材料损失，从而提高安全性和可重复使用性。气凝胶毯采用纤维增强，在保持机械强度的同时保留了孔隙率和隔热效率，使其成为航空航天、能源存储和工业隔热应用的理想选择，这些应用的适应性和覆盖范围至关重要。

类型分析

间苯二酚-甲醛基碳气凝胶占据了主要市场份额。

基于类型碳气凝胶，市场细分为间苯二酚-甲醛-based、聚丙烯腈基等。间苯二酚-甲醛基碳气凝胶片占据市场主导地位，约占46.5％的市场份额。与聚丙烯腈 (PAN) 或其他碳气凝胶相比，它们具有高表面积、可调孔隙率和优异的导电性，因此得到广泛应用。

RF 气凝胶可以实现超过 2000 m²/g 的表面积和高达 3 cm³/g 的孔体积，使其成为超级电容器、催化剂载体和吸附系统应用的理想选择。它们的溶胶-凝胶合成可以精确控制密度、孔径和机械强度，这是基于 PAN 的气凝胶很难实现的。此外，RF气凝胶表现出优异的热稳定性和化学稳定性，可在惰性气氛中承受1000°C以上的温度，使其适合高性能绝缘和储能应用。这种多功能性使射频气凝胶成为首选

应用分析

能源和电力行业成为碳气凝胶市场的主导部分。

根据碳气凝胶的应用，市场分为能源和电力、石油和天然气、汽车、航空航天和海洋等。碳气凝胶市场大约33.9%的收入来自能源和电力行业。该行业使用大多数碳气凝胶，因为其高表面积、导电性和热稳定性的独特组合直接满足了该行业的关键需求。碳气凝胶具有高达 2500 平方米/克的表面积和优异的孔隙率，是超级电容器、电池电极和储能系统的理想选择，可实现更快的充放电循环和更高的能量密度。

而其他行业，如汽车、航空航天和石油和议员；气体，受益于气凝胶的隔热或轻质部件，与大规模储能部署相比，其应用规模较小。此外，全球向可再生能源和电动汽车的快速转变放大了对高性能电极和热管理解决方案的需求，使能源和电力行业成为碳气凝胶利用的主要驱动力。

主要细分市场

按产品划分形式

• 毛毯
• 颗粒
• 面板
• 整体

按类型

• 间苯二酚-甲醛基
• 聚丙烯腈基
• 其他

按应用

• 能源和电力
• 石油和天然气
• 汽车、航空航天和船舶
• 其他

驱动因素

对高性能储能的需求推动碳水化合物的发展气凝胶市场。

对高性能储能解决方案不断增长的需求是推动碳气凝胶市场的主要因素。碳气凝胶是高度多孔、轻质的材料，具有优异的导电性和每克高达 2500 平方米的大表面积，使其成为超级电容器和先进电池的理想选择。

• 根据一项研究，CAG 的掺入量低于 30 wt%，可将 CAG-CF 织物的比表面积增加到 230 m2 g−1 以上，并且孔隙率增加体积约为0.35 cm3 g−1。 CAG的存在改善了复合材料电极的电化学性能，并且由于气凝胶结构的高刚度而可能增强机械响应。

与传统碳材料相比，CAG能够实现更快的充放电循环和更高的能量密度。例如，基于碳气凝胶的电极正在用于锂离子电池和钠离子电池，以提高电源效率和使用寿命，支持电动汽车和可再生能源存储系统中的应用。

它们的热稳定性和低密度使其适合航空航天和国防应用，在这些应用中，减重和能源效率至关重要。此外，全球向可持续能源的转型和电动汽车产量的增加继续增加对高效储能材料的需求，进一步加强碳气凝胶的采用。

限制

扩大生产规模仍然是碳气凝胶市场的重大挑战。

扩大碳气凝胶的生产规模由于成本控制、前体材料可用性和干燥技术的复杂性，仍然是一个重大挑战。合成过程通常需要昂贵的前体，例如间苯二酚和甲醛，以及pr精确控制溶胶-凝胶反应，以获得所需的孔结构和机械强度。

最关键的步骤之一，超临界或冷冻干燥，是能源密集型且耗时的，占总生产成本的60-70%。此外，在大规模制造过程中保持均匀的孔隙率和结构完整性非常困难，因为微小的不一致可能会导致缺陷，从而降低性能。

同样，在不影响材料表面积（通常约为 600-2500 m²/g）的情况下将基于实验室的方法扩展到工业水平会带来工程和经济挑战。研究人员正在探索替代的低成本碳源，例如生物质和废物衍生材料，以及更有效的干燥和碳化方法，以使大规模碳气凝胶生产更加可行。

机遇

碳气凝胶在环境治理中的作用碳气凝胶由于其卓越的吸附能力、高孔隙率和可调节的表面化学性质，在环境修复中发挥着重要作用。这些材料的表面积可超过每克 2000 平方米，可以有效捕获和去除水和空气中的重金属、染料和有机污染物等污染物。例如，用羟基或羧基等官能团修饰的碳气凝胶可以选择性地吸附废水中的铅（Pb²⁺）和镉（Cd²⁺）等有毒离子。其轻质结构和可重复使用性使其成为传统活性炭过滤器的可持续替代品。

此外，碳气凝胶在油水分离方面表现出优异的性能，吸收能力高达其自身重量的100倍，这使得它们对于清理溢油非常有效。对环保、高效修复技术的需求不断增长gies 将碳气凝胶视为应对全球污染挑战的有前途的材料。

趋势

汽车、航空航天和海洋工业对轻质部件的需求。

汽车、航空航天和海洋工业对轻质部件的需求不断增长，正在推动碳气凝胶作为先进结构应用的关键材料。碳气凝胶是已知最轻的固体材料之一，密度低至 0.003 g/cm3；然而，它们具有出色的机械强度、隔热性和导电性。

在汽车领域，人们正在探索将它们用于轻质电池外壳、能量吸收板和热管理系统，以帮助提高燃油效率并延长电动汽车的续航里程。在航空航天应用中，其卓越的耐热性和低密度使其适合用作太空中的绝缘材料木筏和飞机，减重至关重要。

同样，在海洋工业中，碳气凝胶用于制造轻质复合材料，以提高浮力和燃油效率。这种材料轻量化的持续趋势继续促进碳气凝胶在多个运输领域的创新和采用。 2024 年，全球汽车产量约为 9250 万辆。同样，2025 年 6 月，全球商用机队由 35,550 架飞机组成。此外，根据联合国贸易和发展数据中心的数据，2024年，全球建造的船舶总吨位为71,690,983吨。随着车辆、飞机和船舶产量的增加，对轻量化部件的需求将会持续增长。

地缘政治影响分析

地缘政治紧张局势通过扰乱市场的基本供应链来影响碳气凝胶市场。

地缘政治紧张局势扰乱了供应链、增加了生产成本并影响了关键原材料的贸易动态，对碳气凝胶市场产生了显着影响。气凝胶合成中使用的几种前体物质，如间苯二酚、甲醛和碳基纳米材料，依赖于稳定的国际贸易和化学品供应网络。主要经济体之间的政治冲突和贸易限制导致原材料供应和价格波动，大规模制造业放缓。例如，俄罗斯和乌克兰冲突等影响能源市场的紧张局势增加了超临界干燥和碳化等电力密集型生产工艺的成本。

此外，对高科技出口和国家间合作的限制（例如中美贸易战）限制了先进制造设备和跨境研究的获取，尤其是通常在纳米材料工程中。北美和欧洲部分地区等国内生产能力较强的地区通过投资当地供应链和回收计划，设法保持适度稳定。相比之下，依赖进口前体的新兴经济体则面临着延误和产量减少的问题。尽管存在这些挑战，地缘政治压力也鼓励各国开发自力更生和可持续的生产途径，有可能重塑碳气凝胶行业的未来动态。

区域分析

北美在全球碳气凝胶市场中占据最大份额。

2024年，北美主导全球碳气凝胶市场，约占全球总消费量的42.1%。在强大技术进步的推动下，该地区在全球碳气凝胶市场中占据最大份额、完善的研究生态系统以及航空航天、国防、能源存储和环境工程等行业的高需求。该地区对轻质和高性能材料的关注加速了碳气凝胶在超级电容器、绝缘板和催化剂载体等应用中的采用。

尤其是美国，一直处于开发用于电动汽车和航空航天系统的碳气凝胶组件的前沿。例如，美国宇航局在太空任务中利用气凝胶材料进行热屏蔽，突出了其在极端环境下的可靠性。此外，整个地区对可持续技术和可再生能源整合的日益重视，推动了对生物基前体衍生的碳气凝胶的研究，巩固了北美在这些先进材料的创新和工业利用方面的领导地位。

重点地区和国家

• 北美
  • 美国
  • 加拿大
• 欧洲
  • 德国
  • 法国
  • 英国
  • 西班牙
  • 意大利
  • 俄罗斯和独联体国家
  • 其他地区欧洲
• 亚太地区
  • 中国
  • 日本
  • 韩国
  • 印度
  • 东盟
  • 亚太地区其他地区
• 拉丁美洲
  • 巴西
  • 墨西哥
  • 其他地区拉丁美洲
• 中东和非洲
  • 海湾合作委员会
  • 南非
  • 中东和非洲其他地区

主要参与者分析

碳气凝胶市场的主要市场参与者是Airgel Technologies、American Elements、Wedge集团和阿斯彭气凝胶。由于全球各行业对碳气凝胶的需求，公司专注于市场扩张和增加生产设施。例如，气凝胶技术公司专注于扩展其常温生产方法，以生产大片气凝胶，用于隔热和耐用复合材料等新应用。

此外，这些参与者还与研发机构合作，并与不同的组织和公司合作，以满足他们的特定需求。例如，Aspen Aerogels 与 NASA 合作，在该公司的 CFOAM（碳泡沫）中使用碳气凝胶渗透。

以下是该行业的一些主要参与者

• Aerogel Technologies, LLC
• American Elements
• Wedge Group LTD。
• Aspen Aerogels, Inc.
• 其他关键参与者

重点发展

• 2024年10月，Aspen Aerogels宣布将从美国能源部获得高达6.71亿美元的贷款，以资助在乔治亚州建设二氧化硅和碳气凝胶毯工厂。