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研判2025!中国多孔碳行业产业链、市场规模及发展趋势分析:多孔碳应用领域不断拓展,产业结构进一步优化[图]

内容概要:多孔碳材料指具有不同孔结构大小的碳素材料,具有高比表面积、高导电性、耐酸碱腐蚀的高化学稳定性、良好的气液渗透性、孔结构可调控等优点。随着多孔碳用途的不断扩展,其原料向相反的两个方向发展;一方面是为制造应用量大、适用面广,性能一般价格低廉的普通多孔碳,主要是利用低品位煤炭,重质油、木材边角料、竹材、纸浆废液,废橡胶轮片及废塑料、各种废弃的农副产品等;另一方面则是制造可长期使用或可回收利用的具有特殊功能和形态的高级多孔碳,如超极多孔质、多孔炭纤维及碳分子筛等,大多使用特制的高价原料。优良的化学稳定性、导电性以及可调节的孔道促进多孔碳材料广泛应用在储能、吸附、催化领域。近年来,随着新能源、新材料、节能环保等战略新兴领域的快速发展,新型多孔炭材料的应用得到了极大丰富和发展,尤其是炭分子筛、活性炭纤维、多孔纳米碳、碳电极材料逐渐成为下游诸多细分领域中不可或缺的功能性新型材料,带动多孔碳材料市场规模不断壮大,2024年全球多孔碳市场规模为461亿美元,同比增长超5%。未来,在政府部门支持、企业持续加强研发力度等因素推动下,多孔碳产业化进程将加快,有望实现生产的低消耗、低污染和产品的高附加值,多孔碳应用领域将不断拓展,产业结构进一步优化,整体竞争力持续增强。


上市企业:元力股份(SZ300174)、浦士达(836440)、圣泉集团(605589)、道氏技术(300409)、金博股份(688598)、鑫森炭业(873952)


相关企业:福建元力活性炭股份有限公司、晋控煤业金鼎活性炭山西有限公司、神华宁夏煤业集团有限责任公司、福建省鑫森炭业股份有限公司、木林森活性炭江苏有限公司、宁夏华辉环保科技股份有限公司、福建省芝星炭业股份有限公司、江苏竹溪活性炭有限公司、长兴山立化工材料科技有限公司、河南省大潮炭能科技有限公司、广州英克瑞斯环保科技有限公司、广东韩研活性炭科技股份有限公司


关键词:多孔碳、储能、新能源、硅基负极


一、多孔碳行业相关概述


多孔碳材料指具有不同孔结构大小的碳素材料,具有高比表面积、高导电性、耐酸碱腐蚀的高化学稳定性、良好的气液渗透性、孔结构可调控等优点,在储能、催化、吸附等领域均展现出了广阔的应用前景。根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的定义,可将其孔径分为三大类微孔(小于2nm)、介孔(2-50nm)以及大孔(大于50nm)。

多孔碳类型


多孔碳材料的制备方法包括活化法、模板法、溶胶-凝胶法。在3种合成方法中,活化法操作方便,但合成的多孔碳材料孔道不均匀;模板法可利用模板的有序结构对孔道进行调节,这促使模板法发展迅速;溶胶-凝胶法操作简便、反应条件温和,但是反应过程中易出现孔道坍塌的现象,溶胶-凝胶法辅助模板法恰好弥补了这一缺陷。

多孔碳材料制备方法


相关报告:智研咨询发布的《2025年中国多孔碳行业市场全景调研及发展趋向研判报告


多孔碳行业市场规模


近年来,随着新能源、新材料、节能环保等战略新兴领域的快速发展,新型多孔炭材料的应用得到了极大丰富和发展,尤其是炭分子筛、活性炭纤维、多孔纳米碳、碳电极材料逐渐成为下游诸多细分领域中不可或缺的功能性新型材料,带动多孔碳材料市场规模不断壮大,2024年全球多孔碳市场规模为461亿美元,同比增长超5%。

2022-2024年全球多孔碳材料市场规模


从多孔碳材料市场分布来看,亚洲为多孔碳最大消费市场,占比达40%。其次为北美,占比约30%。中国、美国、欧盟和日本是多孔炭材料的主要消费区域。近年来,随着发展中国家宏观经济不断发展,环境污染问题日益突出,各国对环境治理、环境保护的力度不断加强,从而带动该地区多孔炭材料消费的快速增长。

2024年全球多孔碳材料市场分布


多孔行业产业链


1、产业链


任何含有碳元素的物质均可通过热裂解、热缩合等反应生成以碳为主体的碳材料。多孔碳最初是以含碳的天然植物或矿物为原料制得,这些原科包括:果壳、果核,木材、煤炭和石油等。随着多孔碳用途的不断扩展,其原料向相反的两个方向发展;一方面是为制造应用量大、适用面广,性能一般价格低廉的普通多孔碳,主要是利用低品位煤炭,重质油、木材边角料、竹材、纸浆废液,废橡胶轮片及废塑料、各种废弃的农副产品等;另一方面则是制造可长期使用或可回收利用的具有特殊功能和形态的高级多孔碳,如超极多孔质、多孔炭纤维及碳分子筛等,大多使用特制的高价原料。优良的化学稳定性、导电性以及可调节的孔道促进多孔碳材料广泛应用在储能、吸附、催化领域。

多孔碳行业产业链


2、上游原材料


我国拥有丰富的煤炭和石油资源,生产规模庞大。近几年,我国原油及原煤生产规模不断壮大,2024年,我国原油产量达2.13亿吨,同比增加386.48万吨。全国原煤产量达到47.81亿吨,同比增加5845.05万吨。

2020-2024年中国原煤及原油产量


3、下游应用领域


(1)储能


在储能领域,所用电极材料的物理和化学特性决定了超级电容器的工作效果。多孔碳材料比容量低,但循环稳定性强,易于加工且成本低。碳电极需要孔隙率和高度发达的比表面积来提供高比电容。多孔碳材料的微孔(<2nm)可提供高电容,中孔(2-50nm)和大孔(>50nm)可以提供离子传输通道,降低扩散阻力并提高超级电容器的速度性能。多孔碳常常表现出比传统石墨碳更好的电化学性能,被应用于锂离子电池、锂硫电池以及超级电容器上。


截至2024年底,中国已投运电力储能项目累计装机规模137.9吉瓦,占全球市场总规模的37.1%,同比增长59.9%。新型储能连续3年新增和累计装机规模增速均超100%,2024年累计装机规模达到78.3吉瓦,占全球市场的47%。

2021-2024年中国已投运电力储能项目累计装机规模


在新型储能中,锂离子电池占据主导地位,但多个百兆瓦级长时储能项目相继投运,使得锂电池累计装机占比有所下降,与2023年同期相比下降了0.2个百分点。压缩空气、液流电池、铅蓄电池、飞轮、超级电容装机规模分别占比1.0%、0.7%、0.7%、0.2%、0.1%。

截至2024年中国新型储能装机分布


(2)硅碳负极


硅基负极具有远超石墨的理论比容量,被业界普遍视为最有前景的下一代锂电池负极材料。传统石墨负极材料在能量密度方面已接近其发展极限。石墨负极材料的理论比容量为372mAh/g,目前实际产品的比容量可以达到360mAh/g,比容量性能已趋于其理论最大值,基本达到极限水平。而硅材料的理论比容量高达4200mAh/g,超过传统石墨材料的10倍。“硅基负极+高镍正极”的配合使用可以为锂电池带来20%-50%的能量密度提升,因此,硅基负极在提高动力电池高能量密度性能上有着巨大的应用潜力。在诸多技术路线中,CVD(气相沉积)法硅碳在性能、成本和稳定性方面最具优势,被视为硅基负极的终局发展方向。其中多孔炭是CVD硅碳材料的骨架,对材料性能起到关键作用。CVD法硅碳的流程是将硅烷通入多孔炭,然后将硅烷热解生成纳米硅颗粒,使其沉积在多孔炭孔隙中生成硅碳复合材料,之后再进行碳包覆,即可用于制备负极。近年来,硅基负极材料在(大)圆柱电池、(半)固态电池的带动下增长明显,出货量由2019年的0.4万吨增长至2024年的约7万吨,硅基负极放量,多孔碳等原材料将受益。

2019-2024年中国硅基负极材料出货量


(3)催化


多孔碳材料通常被用作催化剂的载体,与传统催化剂载体炭黑相比,新型纳米多孔碳材料的孔道结构规则有序且大小可控,孔和孔之间的连接孔较小,催化剂负载后被限制在孔洞内,不易团聚,明显提高催化剂寿命。还可根据反应物和产物的尺寸精确设计需要的孔道结构,方便反应物和产物的进出,显著提高催化效率。此外,多孔碳也可以作为非金属催化剂,如氮掺杂多孔炭材料在很多反应中均具有催化活性,其在氧化、电催化及乙炔氢氯化反应中的应用得到广泛关注。


催化剂在中国工业领域的应用十分广泛,催化剂主要应用于石油加工、化学工业等领域。近年来,随着我国工业的快速发展,以及新兴领域的需求增加,催化剂行业也迎来了新的发展机遇。2018-2023年,我国催化剂行业市场规模从392亿元增长至532.4亿元,复合增长率为6.31%。2024年催化剂行业市场规模进一步增长至563亿元。

2021-2024年中国催化剂市场规模


(4)吸附


由于多孔碳材料同时具有大的比表面积、开放的孔结构、大的孔体积等优点,可以实现对不同的尺寸大小、不同分子结构的气体分子的选择性吸附和分离。如多孔碳材料对CO2具有较强的吸附能力,利用多孔结构可以实现对CO2的捕集和吸附,对降低CO2的浓度缓解温室效应有重要意义。目前多孔碳吸附剂已经被广泛用于空气净化、水处理、废气处理、化学品分离、气体分离等领域。


多孔碳行业发展趋势


近十几年来,虽然我国多孔炭材料工业逐步发展成为全球最大的多孔炭材料生产国,但是与发达国家相比,我国的多孔炭材料工业仍然存在一定差距。未来,在政府部门支持、企业持续加强研发力度等因素推动下,产业化进程将加快,有望实现生产的低消耗、低污染和产品的高附加值,多孔碳应用领域将不断拓展,产业结构进一步优化,整体竞争力持续增强。

多孔碳行业发展趋势


以上数据及信息可参考智研咨询(www.chyxx.com)发布的《2025年中国多孔碳行业市场全景调研及发展趋向研判报告》。智研咨询是中国领先产业咨询机构,提供深度产业研究报告、商业计划书、可行性研究报告及定制服务等一站式产业咨询服务。您可以关注【智研咨询】公众号,每天及时掌握更多行业动态。

本文采编:CY353
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2025年中国多孔碳行业市场全景调研及发展趋向研判报告
2025年中国多孔碳行业市场全景调研及发展趋向研判报告

《2025年中国多孔碳行业市场全景调研及发展趋向研判报告》共十章,包括多孔碳行业相关概述、多孔碳行业运行环境(PEST)分析、全球多孔碳行业运营态势、中国多孔碳行业经营情况分析、中国多孔碳行业竞争格局分析、中国多孔碳行业上、下游产业链分析、多孔碳行业主要优势企业分析、多孔碳行业投资机会、多孔碳行业发展前景预测。

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