Sau đây là những điều bạn cần biết về aerogel:

Aerogel là gì?

Aerogel là vật liệu xốp liên tục ba chiều bao gồm các lỗ chân lông có kích thước nano và khung nano. Cấu trúc độc đáo của nó mang lại cho nó những tính chất vô song so với các vật liệu thông thường, đáng chú ý nhất là độ dẫn nhiệt cực thấp.

Kích thước lỗ khí gel (20-50nm)

Cấu trúc vi mô của Aerogel

Độ dẫn nhiệt của các vật liệu cách nhiệt khác nhau

Nguyên lý cách nhiệt của Aerogel

Hiệu ứng “Đường đi vô tận”:

Cấu trúc dạng lưới của khí gel mở rộng vô hạn đường dẫn nhiệt, khiến nhiệt khó dẫn qua giao diện khí-rắn.

Hiệu ứng “Không đối lưu”:

Kích thước lỗ chân lông của khí gel (20–50 nm) nhỏ hơn kích thước trung bình của không khí đi qua (70 nm), cản trở luồng không khí đi vào bên trong.

Hiệu ứng “Rào cản nhiệt vô hạn”:

Cấu trúc mạng của khí gel tạo ra “hiệu ứng chắn nhiệt vô hạn”, ngăn chặn bức xạ nhiệt.

Vật liệu tổng hợp Aerogel

Bằng cách kết hợp các khí gel kích thước nano với các vật liệu cơ bản như sợi thủy tinh, sợi gốm, v.v., hiệu suất vượt trội của khí gel được tích hợp liền mạch với các chất nền linh hoạt. Điều này tối đa hóa độ nhẹ và tính chất cách nhiệt của khí gel đồng thời mang lại độ linh hoạt và độ bền. Nó có các đặc tính bổ sung như tuổi thọ rất dài, hiệu suất cách nhiệt tuyệt vời, khả năng chống cháy cao và các tính chất cơ học tuyệt vời, và được sử dụng rộng rãi trong hàng không vũ trụ, mạng lưới điện nhiệt, hóa dầu, phương tiện năng lượng mới, vận tải đường sắt, đồ gia dụng, dệt may, v.v.

Ví dụ ứng dụng

Đối với cách nhiệt đường ống và thiết bị công nghiệp, aerogel mang lại sự an toàn, thân thiện với môi trường, hiệu quả năng lượng và hiệu suất cao so với các giải pháp bông cách nhiệt thông thường.

Ví dụ, một đường ống hơi công nghiệp nhiệt độ trung bình-cao cụ thể được lắp đặt trên cao với nhiệt độ hơi nước là 465°C, áp suất 5,3Mpa, lưu lượng 60t/h và đường kính DN250. Lớp cách nhiệt ban đầu là 150mm nhôm silicat. So sánh hiệu quả cách nhiệt với chăn cách nhiệt aerogel như sau:

Lượng năng lượng tiết kiệm được khi sử dụng giải pháp aerogel có thể vượt quá 40% so với lượng nhiệt mất đi khi sử dụng aluminosilicate 150mm.

So sánh tính toán về mức tiết kiệm năng lượng hàng năm và lợi ích của phương pháp khí gel so với phương pháp alumino-silicat tính trên mỗi km chiều dài đường ống cho thấy:

*Tính toán dựa trên hoạt động liên tục 8000 giờ, với giá nhiệt là 70 RMB/GJ.

Do tuổi thọ cao và hiệu quả cao, vật liệu aerogel có thể tạo ra giá trị kinh tế lớn hơn cho khách hàng trong thời gian dài. Tuổi thọ hữu ích của aluminosilicate được tính là 3 năm và của chăn khí gel là 15 năm. Trong vòng 15 năm hoặc lâu hơn, việc sử dụng chăn cách nhiệt aerogel đòi hỏi ít hơn bốn lần chi phí lắp đặt so với chăn aluminosilicate. Tổng chi phí đầu tư vào chăn cách nhiệt aerogel thấp hơn khoảng 55% so với vật liệu thông thường. Nhờ đó, tiết kiệm được chi phí vật liệu và xây dựng trung bình 91.770 RMB mỗi năm. Sử dụng chăn khí gel thay cho nhôm silicat có thể mang lại lợi nhuận hàng năm là 362.150 nhân dân tệ và có thể thu hồi được khoản đầu tư bổ sung trong vòng 1,7 năm khi sử dụng chăn khí gel. Trong suốt thời gian sử dụng của vật liệu khí gel (ví dụ này là 15 năm), việc sử dụng vật liệu cách nhiệt khí gel trong đường ống có thể tích lũy được khoảng 481.659 triệu RMB (362.150 RMB * 13,3 năm ≒ 481.659 triệu RMB), mang lại lợi ích kinh tế bổ sung cho người dùng.

Xét về toàn bộ vòng đời của vật liệu khí gel, các giải pháp khí gel làm giảm số chu kỳ bảo trì và thay thế so với các giải pháp màng cách nhiệt thông thường, do đó giảm chi phí vận hành và bảo trì cách nhiệt đường ống. Nó cũng giúp tiết kiệm năng lượng, mang lại lợi ích kinh tế lớn hơn cho khách hàng và giảm đáng kể chi phí quản lý hoạt động của doanh nghiệp.

Ngoài ra, tính kỵ nước và khả năng thoáng khí đặc trưng của vật liệu khí gel giúp tối đa hóa hiệu quả ngăn ngừa ăn mòn dưới lớp cách nhiệt (CUI).

Chăn cách nhiệt Aerogel là vật liệu cách nhiệt lý tưởng cho nhiều ứng dụng, bao gồm cách nhiệt đường ống công nghiệp, cách nhiệt bể chứa, cách nhiệt và chống cháy ô tô, và cách nhiệt tòa nhà.

Đã gắn thẻ Khí gel