ด้วยความคืบหน้าอย่างต่อเนื่องของวิทยาศาสตร์วัสดุ Airgel ได้ค่อยๆขยายตัวจากสาขาไฮเอนด์เช่นการบินและอวกาศและอุตสาหกรรมทางทหารไปจนถึงทุ่งพลเรือนประจำวันเนื่องจากการนำความร้อนต่ำมากน้ำหนักเบาพิเศษและความร้อนและประสิทธิภาพฉนวนกันความร้อนที่ดีเยี่ยม ด้วยการลดต้นทุนการผลิตอย่างค่อยเป็นค่อยไปและการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการอย่างต่อเนื่องวัสดุ Airgel ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสถานการณ์พลเรือนหลายแห่งเช่นฉนวนกันความร้อนอาคารการป้องกันความเย็นของเสื้อผ้า บทความนี้จะมุ่งเน้นไปที่วัสดุ Airgel หลายชนิดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาพลเรือนและสำรวจข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพและกรณีการใช้งานจริง
เนื้อหา
2. สถานการณ์การใช้งานหลักของแอปพลิเคชัน
3. กระบวนการอุตสาหกรรมและความท้าทาย
Airgel เป็นวัสดุที่เป็นของแข็งที่มีแสงสว่างมากพร้อมโครงสร้าง nanoporous เนื่องจากมีความพรุนสูงมากและโครงสร้างจุลภาคพิเศษจึงมีคุณสมบัติที่ไม่เหมือนใครมากมาย การนำความร้อนของมันต่ำถึง 0. 013-0. 025 W\/m · K ซึ่งเป็นหนึ่งในของแข็งที่มีการนำความร้อนต่ำที่สุดในปัจจุบันและมีผลกระทบฉนวนกันความร้อนที่ยอดเยี่ยม ในเวลาเดียวกันความหนาแน่นของ airgel ต่ำมากมากถึง 3 กิโลกรัม\/m³ซึ่งเกือบจะเบากว่าอากาศ นอกจากนี้วัสดุ Airgel ที่ทันสมัยยังมีน้ำและความเสถียรที่ดีและยังสามารถรักษาประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนต่าง ๆ ทำให้เป็นจุดสนใจของความสนใจในด้านวัสดุการทำงาน
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาด้วยความก้าวหน้าของเป้าหมาย "คาร์บอนคู่" และคำแนะนำของนโยบายสีเขียวและคาร์บอนต่ำวัสดุ Airgel ได้ค่อยๆขยายจากสนามบินและอวกาศและทหารไปสู่ตลาดพลเรือน ต้องขอบคุณการลดต้นทุนที่เกิดจากการผลิตขนาดใหญ่และการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการหลักเช่นการอบแห้ง supercritical เทคโนโลยีการผลิตของ Airgel กลายเป็นผู้ใหญ่มากขึ้นและเกณฑ์การใช้งานลดลงอย่างต่อเนื่อง วันนี้ Airgel มีการใช้งานมากขึ้นในสาขาพลเรือนหลายแห่งเช่นฉนวนกันความร้อนการสร้างฉนวนกันความร้อนเครื่องใช้ในครัวเรือนเสื้อผ้าที่ใช้งานได้ ฯลฯ และได้กลายเป็นวัสดุใหม่ที่สำคัญในการส่งเสริมการอนุรักษ์พลังงานและการลดการปล่อยมลพิษและปรับปรุงคุณภาพชีวิต
2. สถานการณ์การใช้งานหลักของแอปพลิเคชัน
1. การสร้างการประหยัดพลังงาน
การประยุกต์ใช้ airgel ในการออมพลังงานได้รับรูปเป็นร่างโดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของฉนวนกันความร้อนและการประหยัดพลังงานโครงสร้าง ในแง่ของฉนวนกันความร้อนผนังและหลังคาวัสดุ airgel จะค่อยๆเปลี่ยนวัสดุแบบดั้งเดิมเช่นผ้าขนสัตว์หินและโพลียูรีเทน ไม่เพียง แต่ความหนาจะลดลงได้มากกว่า 50% โดยไม่ต้องเปลี่ยนประสิทธิภาพของฉนวนกันความร้อน แต่ยังสามารถลดการสูญเสียความร้อนของอาคารได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตามกรณีของอุตสาหกรรมปิโตรเคมีการสูญเสียความร้อนสามารถลดลงได้ 34.6% ในการประยุกต์ใช้หน้าต่างประหยัดพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูงการใช้เทคโนโลยี Interlayer ของ Airgel Glass สามารถสร้างความสมดุลที่ดีระหว่างการส่งผ่านแสงและประสิทธิภาพความต้านทานความร้อนลดภาระการปรับอากาศอย่างมาก ในเวลาเดียวกัน Airgel ยังใช้ในชั้นฉนวนของระบบทำความร้อนพื้น ผ่านการวางเลเยอร์บาง ๆ สามารถให้ความร้อนบนพื้นดินได้เร็วขึ้นและการใช้พลังงานโดยรวมสามารถลดลงได้มากถึง 30%ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานของระบบทำความร้อนพื้น
2. ยานพาหนะพลังงานใหม่
ในด้านยานพาหนะพลังงานใหม่วัสดุ Airgel ได้กลายเป็นทางออกที่สำคัญสำหรับความปลอดภัยของระบบพลังงานและการเพิ่มประสิทธิภาพประสิทธิภาพของยานพาหนะเนื่องจากความเสถียรทางความร้อนที่ยอดเยี่ยมและลักษณะที่มีน้ำหนักเบา เมื่อนำไปใช้กับการป้องกันความร้อนของแบตเตอรี่พลังงาน Airgel สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงกว่า 800 องศาได้ตามมาตรฐานความปลอดภัยของชาติ 5- การหน่วงเวลาการรันเวย์ความร้อนนาทีใน GB 38031-2020 การบูรณาการวัสดุคอมโพสิตของ Airgel ในหลังคาและโครงสร้างกรอบประตูสามารถทำให้น้ำหนักเบามีน้ำหนักเบาอย่างมีนัยสำคัญในขณะที่ปรับปรุงความอดทนของยานพาหนะ นอกจากนี้ Airgel ยังใช้สำหรับฉนวนภายในของกองชาร์จซึ่งป้องกันการสะสมอุณหภูมิสูงจากการก่อให้เกิดความล้มเหลวของส่วนประกอบและปรับปรุงความปลอดภัยและความเสถียรของระบบชาร์จ
3. อุปกรณ์กลางแจ้งและเสื้อผ้าที่ใช้งานได้
ข้อดีของฉนวนที่มีน้ำหนักเบาและมีประสิทธิภาพของ airgel ในอุปกรณ์กลางแจ้งทำให้เป็นวัสดุที่ใช้งานได้ดีสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ในอุปกรณ์ระดับมืออาชีพเช่นชุดการสำรวจขั้วโลกชั้น Airgel Composite หนา 1 ซม. สามารถบรรลุผลฉนวนของวัสดุหนา 5 ซม. แบบดั้งเดิมลดน้ำหนักของเสื้อผ้าและปรับปรุงความสะดวกสบายในการสวมใส่ ในแง่ของเสื้อผ้าป้องกันอัคคีภัย Airgel มีความต้านทานอุณหภูมิสูงและคุณสมบัติสารหน่วงไฟที่ดีเยี่ยมซึ่งสามารถให้การป้องกันที่ปลอดภัยยิ่งขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง
4. สิ่งจำเป็นในบ้านและประจำวัน
Airgel ค่อยๆเข้าสู่หลายพันครัวเรือนและกลายเป็นวัสดุสำคัญสำหรับการประหยัดพลังงานในครัวเรือนและการปรับปรุงความปลอดภัย ตัวอย่างเช่นในตู้เย็นและตู้แช่แข็งการใช้เลเยอร์ฉนวน airgel สามารถลดการสูญเสียความเย็นได้อย่างมีประสิทธิภาพปรับปรุงประสิทธิภาพของฉนวนและปรับปรุงระดับการประหยัดพลังงานของผลิตภัณฑ์ ในระบบทำความร้อนพลเรือนวัสดุ Airgel ยังใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับฉนวนกันท่อซึ่งไม่เพียง แต่สามารถป้องกันการแช่แข็งและการแตกร้าวของท่อความร้อนในฤดูหนาว แต่ยังรักษาประสิทธิภาพความร้อนที่ดีภายใต้สภาวะฉนวนทินเนอร์
5. ฟิลด์ที่มีศักยภาพที่เกิดขึ้นใหม่
ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยี Airgel ศักยภาพการใช้งานในสาขาที่เกิดขึ้นใหม่ยังคงขยายตัว ในแง่ของการกระจายความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ Airgel ถูกนำมาใช้เป็นชิปแบ็คเพลนและวัสดุฟิล์มนำไฟฟ้าความร้อนเพื่อช่วยโทรศัพท์มือถือโน้ตบุ๊กและอุปกรณ์อื่น ๆ จะได้รับการควบคุมการกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ในทิศทางของการเปลี่ยนแปลงที่อยู่อาศัยระดับสูงและเทคโนโลยีอวกาศเทคโนโลยีฉนวน Airgel ที่ได้มาจากแคปซูลอวกาศได้รับการปลูกถ่ายเป็นอาคารระดับไฮเอนด์ให้การควบคุมสภาพแวดล้อมทางความร้อนระดับการบินและการแก้ปัญหาการประหยัดพลังงานสำหรับที่อยู่อาศัยซึ่งสะท้อนถึงแนวโน้มการพัฒนาของ "เทคโนโลยีอวกาศ
3. กระบวนการอุตสาหกรรมและความท้าทาย
แม้ว่า Airgel จะมีข้อได้เปรียบที่สำคัญในการปฏิบัติงาน แต่อุตสาหกรรมยังคงเผชิญกับความท้าทายด้านต้นทุนเทคโนโลยีและมาตรฐาน ในปัจจุบันราคาของ Airgel ยังคงเป็น 3-5 เวลาของวัสดุฉนวนกันความร้อนแบบดั้งเดิมซึ่งได้กลายเป็นหนึ่งในอุปสรรคสำคัญในการใช้งานขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตามด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการและความก้าวหน้าของการผลิตขนาดใหญ่คาดว่าค่าใช้จ่ายจะลดลงมากกว่า 60% ในอนาคต
ในแง่ของเทคโนโลยีแม้ว่ากระบวนการอบแห้งความดันในบรรยากาศคาดว่าจะแทนที่การอบแห้งที่มีราคาสูง แต่ความมั่นคงและความสอดคล้องของผลิตภัณฑ์ยังคงต้องได้รับการปรับปรุง ในเวลาเดียวกัน Airgel นั้นค่อนข้างเปราะและความแข็งแรงเชิงกลของมันจะต้องได้รับการปรับปรุงผ่านเทคโนโลยีคอมโพสิตเพื่อตอบสนองความต้องการของแอพพลิเคชั่นที่หลากหลาย
นอกจากนี้ยังมีการขาดมาตรฐานอุตสาหกรรมอย่างเป็นระบบในสาขาพลเรือนในปัจจุบันโดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของการสร้างระดับการป้องกันอัคคีภัยและการทดสอบการป้องกันสิ่งแวดล้อม ไม่มีมาตรฐานแบบครบวงจร การสร้างระบบมาตรฐานเสียงจะเป็นการสนับสนุนที่สำคัญสำหรับการส่งเสริมการใช้งานวัสดุ Airgel อย่างกว้างขวาง
โดยสรุปอุตสาหกรรมของ Airgel อยู่ในช่วงเร่งความเร็ว โดยการประสานงานการควบคุมต้นทุนความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและการก่อสร้างมาตรฐานเท่านั้นที่สามารถใช้งานได้อย่างกว้างขวางในตลาดโยธาได้รับการยอมรับอย่างแท้จริง
ด้วยการเติบโตอย่างต่อเนื่องของความต้องการทั่วโลกสำหรับการประหยัดพลังงานและวัสดุที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมตลาด Airgel กำลังเข้าสู่ช่วงเวลาของการพัฒนาอย่างรวดเร็ว จากการคาดการณ์ในปี 2568 ตลาด Airgel ทั่วโลกคาดว่าจะเกิน 3 พันล้านเหรียญสหรัฐซึ่งส่วนแบ่งการตลาดของจีนจะเกิน 40%กลายเป็นกองกำลังหลักที่ผลักดันการเติบโตของโลก ในอนาคต Airgel ที่ใช้ชีวภาพจะกลายเป็นทิศทางทางเทคนิคที่สำคัญ วัสดุ Airgel ใหม่ที่ใช้ทรัพยากรทดแทนเช่นเซลลูโลสและไคโตซานไม่เพียง แต่มีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมเท่านั้น แต่ยังสอดคล้องกับการปกป้องสิ่งแวดล้อมและแนวโน้มการพัฒนาที่ยั่งยืน
ในเวลาเดียวกันนโยบายที่เอื้ออำนวยต่าง ๆ ได้จัดหาดินที่ดีสำหรับการใช้งาน Airgel อย่างกว้างขวาง เงินอุดหนุนทางการเงินและมาตรฐานประสิทธิภาพการใช้พลังงานในด้านอาคารสีเขียวได้ส่งเสริมวัสดุฉนวนประสิทธิภาพสูงเพื่อแทนที่ผลิตภัณฑ์ดั้งเดิม ในแง่ของยานพาหนะพลังงานใหม่ Airgel ได้กลายเป็นวัสดุสำคัญสำหรับการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่พลังงานเนื่องจากเป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยบังคับแห่งชาติ โดยรวมด้วยการขับเคลื่อนสองล้อของความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและการสนับสนุนนโยบาย Airgel คาดว่าจะเร่งความนิยมในสถานการณ์พลเรือนหลายสถานการณ์และกลายเป็นตัวแทนที่สำคัญของวัสดุการทำงานที่มีประสิทธิภาพสูงรุ่นใหม่
Airgel กำลังย้ายจาก "เทคโนโลยีสีดำในห้องปฏิบัติการ" ไปสู่การใช้งานพลเรือนขนาดใหญ่เพื่อให้ได้การพัฒนาก้าวกระโดดในด้านวัสดุ ด้วยฉนวนกันความร้อนความร้อนที่ยอดเยี่ยมประสิทธิภาพการป้องกันน้ำหนักเบาและสิ่งแวดล้อม Airgel จึงกลายเป็นวัสดุใหม่เชิงกลยุทธ์เพื่อสนับสนุนการพัฒนาอุตสาหกรรมที่สำคัญเช่นอาคารสีเขียวและยานพาหนะพลังงานใหม่และมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการตระหนักถึงเป้าหมาย "คู่คาร์บอน" และการพัฒนาที่ยั่งยืน ในอนาคตเพื่อส่งเสริมการใช้งานอย่างเต็มรูปแบบยังคงจำเป็นต้องร่วมมือและคิดค้นใหม่ในทุกฝ่ายในอุตสาหกรรมสถาบันการศึกษาและการวิจัยมุ่งเน้นไปที่การควบคุมต้นทุนและการพัฒนาในคอขวดทางเทคนิคเร่งการสร้างระบบมาตรฐานและช่วยให้อากาศเข้ามาในครัวเรือนนับพัน