摘要：在全球追逐碳中和的今天，生物质多孔碳作为绿色高科技材料的代表，正迎来前所未有的市场机遇。根据QYResearch的最新研究数据，2024年全球生物质多孔碳市场销售额已达到9.42亿美元，预计到2031年将增长至23.14亿美元，期间年复合增长率高达13.7%。

在全球追逐碳中和的今天，生物质多孔碳作为绿色高科技材料的代表，正迎来前所未有的市场机遇。根据QYResearch的最新研究数据，2024年全球生物质多孔碳市场销售额已达到9.42亿美元，预计到2031年将增长至23.14亿美元，期间年复合增长率高达13.7%。

这种以生物质废弃物为原料制成的多功能材料，凭借其优异的吸附性能和电化学特性，正在动力电池、碳捕集、环境治理等多个领域大放异彩。

市场跃升，生物质废料变成“香饽饽”

生物质多孔碳并非的全新概念，但其在现代工业中的高端应用却是近年来的重大突破。从市场规模来看，全球多孔碳市场（包括生物质和非生物质类型）在2024年约为49.76亿美元，预计到2031年将达到69.13亿美元。

相比之下，生物质多孔碳这一细分领域展现出更为强劲的增长势头。

中国市场在全球格局中扮演着重要角色。据统计，中国生物质多孔碳生产企业主要位于福建、江西和浙江等森林资源丰富的省份，这三省的产量占全国生物质多孔碳总产量的比重超过了85%。

动力电池，推动需求爆发的重要引擎

生物质多孔碳在动力电池中的应用是市场增长的核心驱动力。作为一种高效的电极材料，它能够显著提升电池的性能指标。

一项技术创新表明：以农林废弃物（如秸秆、果壳）为原料，通过分级碳化-活化工艺制备的高比表面积多孔碳骨架，能够实现比容量提升20%、循环寿命提升10%，同时原料成本降低40%。

在热管理领域，生物质多孔碳同样展现出独特价值。研究人员开发出碳基多孔材料与相变材料的复合结构，能够将电池组工作温度波动控制在3℃以内，极端工况下热失控风险降低50%。

多元应用，从碳捕集到锂硫电池

除了在动力电池中的应用，生物质多孔碳在其他领域同样表现出色。

在碳捕集方面，研究人员开发出基于椰壳生物质和硫脲的氮硫共掺杂多孔碳合成策略，获得了兼具高比表面积（1315 m²/g）和丰富杂原子含量的吸附剂3。

在25°C/1 bar条件下实现4.38 mmol/g的CO₂吸附量，并展现高CO₂/N₂选择性及循环稳定性。

锂硫电池是另一个重要应用领域。研究表明，氮磷共掺杂的生物质多孔碳在0.1 C倍率下的放电容量高达1211 mAh/g；在1C倍率下循环300圈仍保持为885 mAh/g，每圈容量衰减率仅为0.029%。

技术突破，生物质制备多孔碳的创新之路

生物质多孔碳的制备技术近年来取得了显著进展。传统方法多采用高温碳化法，以各种生物质废弃物为碳源，通过优化工艺条件（烧结温度、活化剂以及原料与活化剂质量比）来改善多孔碳的结构和性能。

研究表明，采用高温碳化法以莴笋叶为碳源，在最佳工艺条件（烧结温度800℃、活化剂KOH、原料与活化剂质量比1：4）下制备的多孔碳材料，在电流密度为95 mA/g时，首次放电比容量为674.5 mAh/g，循环200次后的比容量为205.1 mAh/g。

水热碳化法是另一种制备生物质多孔碳的有效方法。相比高温碳化法，水热碳化法制备的材料虽然初始容量较低，但循环性能更加稳定。

企业竞逐，全球格局与主要玩家

全球生物质多孔碳市场竞争格局分散，主要厂商包括Kuraray、Ingevity Corporation、Osaka Gas Chemicals、Haycarb等国际企业，以及中国的元力股份、三林炭材料（鑫森炭业）、蚌埠吉孚力新材料等。

日本公司Kuraray是全球领先的多孔碳生产商之一，其在生物质多孔碳领域有着深厚的技术积累和市场份额1。美国公司Ingevity Corporation同样在该领域占据重要地位，专注于开发和生产用于各种应用的高性能碳材料。

中国企业中，元力股份是生物质多孔碳行业的领军企业，年产能力达到万吨规模。鑫森炭业、福建省芝星炭业股份有限公司等也是行业内的重要参与者。

圣泉新能源作为圣泉集团的全资子公司，已经建成千吨级多孔碳产线，并正在布局万吨级产线。该公司开发的重组绿色树脂多孔碳既具备了传统化工树脂基材料的稳定性和高强度，又同时具备了椰壳碳等生物质材料的低成本优势。

原料多样，从椰壳到梧桐叶的奇妙转变

生物质多孔碳的原料来源极为广泛，主要包括林产“三剩物”、果壳、生物提取物等含炭材料。其中，椰壳类是应用最为广泛的原料之一，由其制备的多孔碳具有优异的孔隙结构和表面特性。

除了常见的椰壳、果壳等原料外，研究人员还在探索各种生物质废弃物的利用价值。研究表明，梧桐树叶、菠萝皮和莴笋叶等废弃物都可以作为制备多孔碳的有效碳源。

以植酸与烟梗为原料，通过交联作用和原位掺杂策略，可以绿色制备一种高产量、官能团丰富、氮磷共掺杂的生物质多孔碳。这种材料用于锂硫电池正极，表现出优异的循环稳定性。

挑战仍存，未来发展之路

尽管生物质多孔碳行业发展前景广阔，但仍面临一些挑战。与发达国家相比，中国的多孔碳材料工业仍然存在很大差距。

一方面，企业规模小、生产工艺比较落后、生产设备自动化程度低、不利于大规模、连续化生产，造成较大的资源浪费和环境污染。另一方面，多孔碳产品整体品质较低且专用性差，产品销售无序竞争严重。

未来，生物质多孔碳行业将进一步优化产业结构，一部分规模小、耗能大、污染严重的小型生产企业将被市场所淘汰。技术先进的优势企业将通过联合、兼并、收购等方式进一步扩大生产规模和市场份额。

全球高端多孔碳材料市场依然被可乐丽、卡博特等日本、美国老牌企业主导。中国多孔碳材料头部企业将获得更多产业资源，向高端多孔碳材料市场攀升。

中国作为全球最大的生物质多孔碳生产国，正面临着产业升级的挑战与机遇。发达国家依然主导着高端多孔碳材料市场，全球精英厂商如可乐丽、卡博特等日本、美国企业仍然占据技术高地。

随着环保政策趋严，一批中小厂商可能会退出竞争，中国多孔碳材料头部企业将获得更多产业资源，向高端多孔碳市场攀升。福建、江西和浙江三省的生物质多孔碳产量占全国比重超过70%，产业集群效应日益明显。

未来几年，全球生物质多孔碳市场的竞争将更加激烈，技术创新和产业整合将加速推进。那些能够持续创新、降低生产成本、提高产品性能的企业，将在这条绿色赛道上赢得更多机会。

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来源：硅碳微视界