Ca un nou tip de material de izolare termică de înaltă performanță, plăci aeriene au arătat perspective largi de aplicare în multe domenii din ultimii ani. Cu performanțele sale excelente de izolare termică, rezistența remarcabilă a incendiilor și o bună rezistență mecanică, plăcile de avion sunt utilizate pe scară largă în multe industrii, cum ar fi conservarea energiei clădirilor, izolarea industrială, aerospațială, transportul feroviar și energia nouă. Odată cu avansarea continuă a tehnologiei materiale și cerințele din ce în ce mai mari pentru protecția mediului și conservarea energiei, consiliile de avion se extind treptat de la câmpurile de înaltă calitate la piața civilă, devenind o direcție importantă de dezvoltare pentru materialele de economisire a energiei și ecologice în viitor.
Conţinut
1.. Zonele de aplicare curente curente
2. blocaje tehnice și direcții de inovare
3. Perspectivele de piață și factorii de politici
1.. Zonele de aplicare curente curente
Gestionarea termică a bateriilor cu ioni cu litiu
În vehicule electrice și sisteme de stocare a energiei, plăcile de aer sunt utilizate pe scară largă ca straturi de izolare termică pentru pachetele de baterii, suprimând eficient răspândirea termică și îmbunătățind siguranța sistemului. Are o gamă largă de temperaturi aplicabile, care acoperă de la -50 gradul la 1000 de grade și poate oferi o protecție stabilă în condiții extreme. De exemplu, adăugarea unui strat airgel la pachetul de baterii de alimentare a unui vehicul electric poate reduce semnificativ riscul de difuzie termică.
Izolația clădirii consumului de energie ultra-scăzută
În proiectele de economisire a energiei, cum ar fi clădirile pasive și clădirile verzi, plăcile de aer au devenit treptat o alegere ideală pentru a înlocui materialele tradiționale de izolare, cum ar fi poliuretanul. Nu numai că poate îmbunătăți eficient eficiența izolației, dar poate obține o izolație eficientă fără a crește grosimea peretelui. În plus, plăcile Airgel arată, de asemenea, performanțe excelente în locuri cu cerințe stricte de control al temperaturii, cum ar fi centrele de date și depozitele de logistică a lanțului rece.
Protecția echipamentelor industriale la temperaturi ridicate
Plăcile de aer pot rezista la temperaturi ridicate peste 650 de grade și sunt utilizate pe scară largă în protecția împotriva izolației termice a echipamentelor industriale de temperatură ridicată, cum ar fi uscătoare, reactoare și cazane. În comparație cu materialele tradiționale din fibre ceramice, aerogelii au avantaje evidente în stabilitatea termică pe termen lung și utilizarea energiei termice, ceea ce poate reduce eficient pierderea de căldură și poate prelungi durata de viață a echipamentului.
Dezvoltarea senzorului multimodal
Folosind conductivitatea termică scăzută și sensibilitatea ridicată a răspunsului la Airgel, senzorii modelari dual cu funcții integrate de presiune și de detectare a temperaturii, care sunt potrivite pentru scenarii precum sistemele tactile robot și instrumentele de testare medicală. De exemplu, senzorii dezvoltați folosind PCCM (Material Composite Change Change) Airgel pot fi utilizați pentru modulele de feedback de înaltă precizie în sistemele de automatizare industrială.
Sistem de protecție termică pentru nave spațiale
În mediile extreme de temperatură și microgravitate, plăcile de aer sunt utilizate ca materiale ușoare și eficiente de protecție termică în proiectarea izolației termice a pieselor cheie, cum ar fi nave spațiale, sateliți și compartimentele motorului de rachetă. Greutatea sa ultra-ușoară și proprietățile excelente de izolare termică ajută la reducerea sarcinilor, asigurând în același timp siguranța zborului, ceea ce îl face unul dintre materialele noi indispensabile pentru inginerie aerospațială.
2. blocaje tehnice și direcții de inovare
Principalele blocaje tehnice principale
Deși plăcile Airgel au avantaje semnificative în ceea ce privește izolarea termică, greutatea ușoară și prevenirea incendiilor, acestea se confruntă în continuare cu unele blocaje tehnice în aplicații practice. În primul rând, costurile ridicate de producție sunt problema de bază care limitează promovarea lor pe scară largă. Sinteza actuală a sintezei sol-gel și a proceselor de uscare supercritice sunt complexe și necesită echipamente ridicate, ceea ce duce la prețuri ale produselor care sunt mult mai mari decât materialele de izolare tradiționale, ceea ce face dificilă popularizarea în industriile sensibile la costuri, cum ar fi conservarea energiei clădirilor. În al doilea rând, aerogelii tradiționali, în special materialele pe bază de silice, funcționează slab în proprietăți mecanice, au probleme precum o fractură ridicată și fractură ușoară și sunt dificil de rezistat la stres și impact extern. Acest lucru limitează aplicarea sa în medii cu vibrații ridicate și cu vibrație ridicată și este necesar să se introducă materiale de întărire, cum ar fi nanotuburi de carbon (CNT) și MXENE pentru a îmbunătăți proprietățile mecanice, dar acest lucru va crește în continuare costurile și complexitatea procesului.
Principalele direcții de inovare
Pentru a trece prin limitările tehnice de mai sus, direcțiile actuale de cercetare și aplicații se concentrează pe dezvoltarea materialelor compozite și tehnologii avansate de fabricație. Prin prepararea aerogelelor compozite organice-inorganice, cum ar fi SIO₂/PI (polimidă), nu numai rezistența la temperatură ridicată și rezistența structurală a materialului sunt îmbunătățite semnificativ, dar și conductivitatea termică scăzută originală a aerului este păstrată, extinzându-și posibilitățile de aplicare în medii extreme, cum ar fi industria de temperatură ridicată și aerospațial. În același timp, introducerea tehnologiei de imprimare 3D oferă o nouă cale pentru procesarea componentelor în formă specială a aerogelilor, permițându-le să fie personalizate în structuri geometrice complexe, îmbunătățind capacitățile de adaptabilitate și de integrare funcțională a materialului. Această direcție este de așteptat să rupă limitările aerogelilor tradiționali în scenariile de morfologie și aplicații și va oferi sprijin cheie pentru aplicațiile lor comerciale în mai multe domenii, cum ar fi industria, electronica și energia.
3. Perspectivele de piață și factorii de politici
Odată cu creșterea cererii globale de conservare a energiei, reducerea emisiilor și materiale de înaltă performanță, plăcile aeriene, ca o nouă generație de materiale de izolare termică, arată perspective largi de piață. Conform rapoartelor de cercetare a industriei, până în 2025, piața globală a aerului este de așteptat să depășească 2 miliarde USD, cu o rată anuală de creștere a compusului de aproximativ 15%. Printre ele, conservarea energiei de construcții, noile vehicule energetice, izolarea industrială la temperaturi ridicate și alte domenii au devenit principalul factor de creștere. Pe piețele emergente, cum ar fi China și India, odată cu îmbunătățirea standardelor de urbanizare și a construcțiilor ecologice, cererea de materiale de economisire a energiei de înaltă eficiență continuă să crească. În același timp, recunoașterea produselor Airgel în scenarii de aplicare de înaltă calitate, cum ar fi dezvoltarea aerospațială și energetică în Europa și Statele Unite a continuat să crească, ceea ce a accelerat aspectul global al aplicațiilor Airgel.
La nivel de politică, promovarea și aplicarea comisiilor Airgel sunt, de asemenea, determinate activ de o serie de politici naționale și regionale. Luând ca exemplu China, obiectivul „dual carbon” (adică, vârful carbonului și neutralitatea carbonului) a promovat adoptarea accelerată a materialelor de înaltă performanță de economisire a energiei în domeniul construcțiilor și industriale, precum și a plăcilor de aer, ca materiale de conductivitate termică ultra-scăzută, au devenit unul dintre materialele importante pentru clădirile verzi, logistica lanțului rece și alte proiecte. UE a revizuit Directiva privind eficiența energetică a clădirii și a propus în mod clar obiectivul de a îmbunătăți performanța de izolare termică a plicurilor de construcții, care oferă sprijin politic pentru aplicarea panourilor Airgel pe piața europeană a construcțiilor. În plus, standardele de economisire a energiei, politicile de subvenții și mecanismele de certificare ecologică introduse de diferite țări creează un mediu de politică bun pentru dezvoltarea industriei Airgel și accelerează penetrarea acesteia de la aplicații de înaltă calitate pe o piață mai largă.
Plăcile de avion au demonstrat o valoare materială de neînlocuit în câmpurile de energie nouă, conservarea energiei clădirilor, echipamente industriale, aerospațial, etc., datorită izolației termice excelente, rezistenței la foc și a greutății ușoare. Acestea joacă un rol cheie în îmbunătățirea eficienței energetice, a siguranței și a structurilor ușoare. Privind spre viitor, dezvoltarea plăcilor Airgel se va concentra pe descoperiri în procesele de pregătire la scară largă la costuri mari pentru a reduce în continuare pragul de aplicație; În același timp, direcția de integrare multifuncțională va promova integrarea lor profundă în clădirile inteligente și echipamentele de înaltă calitate. În plus, odată cu innovarea transversală a tehnologiei materiale, potențialul aerogelilor în câmpuri emergente, cum ar fi biomedicina și dispozitivele purtabile, este explorat treptat, iar spațiul de aplicație pe piață este larg.