Як новий тип ультра легкої ваги, високоефективні теплоізоляційні матеріали, дошки Airgel показали широкі перспективи застосування в багатьох сферах в останні роки. Завдяки чудовій теплоізоляційній продуктивності, видатній пожежній стійкості та хорошій механічній силі, в багатьох галузях, таких як збереження енергії, промислова ізоляція, аерокосмічний транспорт та нова енергія. З постійним прогресуванням матеріальних технологій та зростаючими вимогами щодо захисту навколишнього середовища та енергозбереження, авіагельні ради поступово розширюються від полів високого класу до цивільного ринку, стаючи важливим напрямком розвитку енергозберігаючих та екологічно чистих матеріалів у майбутньому.
Зміст
2. Технічні вузькі місця та інноваційні напрямки
3. Перспективи ринку та драйвери політики
Термічне управління літій-іонними акумуляторами
У електромобілях та системах зберігання енергії Airgel Boards широко використовується як теплоізоляційні шари для акумуляторних пакетів, ефективно пригнічуючи поширення теплового втікача та покращуючи безпеку системи. Він має широкий спектр застосовних температур, що охоплює від -50 ступінь до 1000 градусів і може забезпечити стабільний захист в екстремальних умовах. Наприклад, додавання шару Airgel до акумулятора живлення електромобілів може значно зменшити ризик термічної дифузії.
Ультра-низьке енергоспоживання
У енергозберігаючих проектах, таких як пасивні будівлі та зелені будівлі, дошки Airgel поступово стали ідеальним вибором для заміни традиційних ізоляційних матеріалів, таких як поліуретан. Це може не лише ефективно підвищити ефективність ізоляції, але й досягти ефективної ізоляції, не збільшуючи товщину стінки. Крім того, дошки Airgel також демонструють відмінну продуктивність у місцях із суворими вимогами до контролю температури, такими як центри обробки даних та склади логістики холодного ланцюга.
Промисловий високотемпературний захист обладнання
Дошки Airgel можуть витримувати високі температури вище 650 градусів і широко використовуються в захисті теплоізоляції промислового високотемпературного обладнання, такого як сушарки, реактори та котли. У порівнянні з традиційними керамічними волоконними матеріалами, аерогелі мають очевидні переваги тривалої термічної стабільності та використання теплової енергії, що може ефективно зменшити втрати тепла та тривалий термін експлуатації обладнання.
Багатомодальний розвиток датчиків
Використовуючи низьку теплопровідність та високу чутливість до реагування Airgel, можна виготовити подвійні модальні датчики з інтегрованими функціями зондування тиску та температури, які підходять для таких сценаріїв, як тактильні системи роботи та інструменти для медичних тестування. Наприклад, датчики, розроблені за допомогою Airgel PCCM (фазо-змінного композитного матеріалу), можуть використовуватися для високоточних модулів зворотного зв'язку в системах промислової автоматизації.
Система теплового захисту космічних кораблів
У екстремальних температурних та мікрогравітаційних умовах дошки Airgel використовуються як легкі та ефективні матеріали з термічного захисту в конструкції теплоізоляції ключових деталей, таких як космічний корабель, супутники та ракетні моторні відсіки. Його надлегка вага та відмінні властивості теплоізоляції допомагають зменшити навантаження, забезпечуючи безпеку польоту, що робить його одним із незамінних нових матеріалів для аерокосмічної інженерії.
2. Технічні вузькі місця та інноваційні напрямки
Поточні основні технічні вузькі місця
Незважаючи на те, що ради Airgel мають значні переваги з точки зору теплоізоляції, легкої ваги та запобігання пожежам, вони все ще стикаються з деякими технічними вузькими місцями в практичних застосуванні. По-перше, високі виробничі витрати-це основна проблема, яка обмежує їх масштабну акцію. Нинішній синтез мейнстріму соль-гелю та процеси надкритичної сушіння є складними та потребують високого обладнання, внаслідок чого ціни на продукцію значно вищі, ніж традиційні ізоляційні матеріали, що ускладнює популяцію в галузях, що чутливі до витрат, таких як збереження енергії. По-друге, традиційні аерогелі, особливо матеріали на основі кремнезему, погано працюють у механічних властивостях, мають такі проблеми, як висока крихкість та легкий перелом, і важко протистояти зовнішньому стресу та впливу. Це обмежує його застосування в умовах високого стресу та високовібрації, і необхідно ввести армовані матеріали, такі як вуглецеві нанотрубки (УНТ) та MXENE для поліпшення механічних властивостей, але це ще більше збільшить витрати та складність процесів.
Основні напрямки інновацій
Для того, щоб пробити вищезазначені технічні обмеження, поточні напрямки досліджень та застосування зосереджуються на розробці композиційних матеріалів та передових технологіях виробництва. Підготуючи органічні інорганічні композитні аерогелі, такі як Sio₂\/Pi (поліімід), не тільки висока температура та структурна міцність матеріалу значно вдосконалюються, але й первісну низьку теплопровідність повітряної гельдри, що розширюється, розширюючи свої застосування в екстремальних умовах, таких як високотемпературна промисловість та аерокосмічна сферія. У той же час, введення технології 3D-друку забезпечує новий шлях для обробки компонентів аерогелів спеціальної форми, що дозволяє їх налаштувати у складні геометричні структури, покращуючи пристосованість та функціональні можливості інтеграції матеріалу. Очікується, що цей напрямок порушить обмеження традиційних аерогелів у сценаріях морфології та застосувань та надасть ключову підтримку їх комерційних програм у декількох галузях, таких як промисловість, електроніка та енергія.
3. Перспективи ринку та драйвери політики
Зі зростаючою глобальною попитом на збереження енергії, зменшення викидів та високоефективних матеріалів, дошки Airgel, як нове покоління теплоізоляційних матеріалів, показують широкі перспективи ринку. Відповідно до звітів про галузеві дослідження, до 2025 року, очікується, що глобальний ринок Airgel перевищить 2 мільярди доларів США, щорічні темпи зростання сполуки - близько 15%. Серед них стали основними рушіями зростання, серед них будівництво енергозбереження, нові енергетичні транспортні засоби, промислова високотемпературна ізоляція та інші сфери. На таких ринках, що розвиваються, такі як Китай та Індія, з вдосконаленням урбанізації та стандартами зеленого будівництва, попит на високоефективні енергозберігаючі матеріали продовжують зростати. У той же час, визнання продуктів Airgel у сценаріях додатків високого класу, таких як аерокосмічний та енергетичний розвиток в Європі та США, також продовжувало збільшуватися, що прискорило глобальний макет застосування команд Airgel.
На рівні політики просування та застосування комерційних дощок також активно керуються низкою національної та регіональної політики. Візьміть Китай, як приклад, мета "подвійного вуглецю" (тобто піка вуглецю та нейтралітет вуглецю) сприяла прискореному прийняттю високоефективних енергозберігаючих матеріалів у будівельних та промислових полях, та дощок Airgel, як ультра-низьких матеріалів провідності, стали одним із важливих матеріалів для зелених будівель, логістики холодного ланцюга та інших проектів. ЄС переглянув директиву з енергоефективності будівництва та чітко запропонував мету покращити продуктивність теплоізоляції будівельних конвертів, що забезпечує підтримку політики щодо застосування панелей Airgel на європейському ринку будівництва. Крім того, енергозберігаючі стандарти, політика субсидій та механізми зеленої сертифікації, запроваджені різними країнами, створюють хороше політичне середовище для розвитку промисловості Airgel та прискорюють її проникнення з високого класу на більш широкий ринок.
Дошки Airgel продемонстрували незамінну матеріальну цінність у сферах нової енергії, будівництва енергозбереження, промислового обладнання, аерокосмічного простору тощо через їх чудову теплоізоляцію, вогневу стійкість та легку вагу. Вони відіграють ключову роль у покращенні енергоефективності, безпеки та легких структур. Дивлячись у майбутнє, розробка дощок Airgel буде зосереджена на проривах у недорогих масштабних процесах підготовки, щоб ще більше знизити поріг застосування; У той же час, багатофункціональний напрямок інтеграції сприятиме їх глибокій інтеграції в розумні будівлі та обладнання високого класу. Крім того, за допомогою перехресного інновації матеріальних технологій потенціал аерогелів у нових сферах, таких як біомедицина та носячі пристрої, поступово досліджується, а простір застосування ринку широкий.