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目前氣凝膠整體處于生命周期的成長(zhǎng)期,多領(lǐng)域蓬勃發(fā)展。能源、建筑、交通、化工等領(lǐng)域發(fā)展較快,且隨技術(shù)、認(rèn)知等提升不斷加強(qiáng)各領(lǐng)域的滲透;相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2023年氣凝膠下游需求市場(chǎng)中交通運(yùn)輸領(lǐng)域占比提升至13%。
在《“全能型選手”——集防火、隔熱、疏水為一體,氣凝膠優(yōu)勢(shì)盡顯》一文中,我們了解到氣凝膠因其結(jié)構(gòu)具備低導(dǎo)熱系數(shù)、優(yōu)異的隔熱、防火等性能,這些優(yōu)勢(shì)也是氣凝膠在一眾技術(shù)、市場(chǎng)認(rèn)知高的傳統(tǒng)材料得以突破的重要原因。
為什么說(shuō)氣凝膠是大勢(shì)?
我國(guó)“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器一共應(yīng)用了兩種氣凝膠材料,分別用來(lái)應(yīng)對(duì)“極熱”和“極寒”。中國(guó)航天科工三院306所副所長(zhǎng)張昊介紹,“極熱”考驗(yàn)出現(xiàn)在火星著陸階段,著陸發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量使周圍的溫度超過(guò)1000℃,隔熱組件能夠阻隔高溫,僅10mm左右的材料就能夠在整個(gè)著陸過(guò)程讓它身后的溫度保持在可接受的范圍。“極寒”考驗(yàn)出現(xiàn)在火星巡視階段,設(shè)計(jì)師在火星車的表面鋪設(shè)了大面積的氣凝膠板,能夠確?;鹦擒囋?130℃的環(huán)境正常工作。
氣凝膠現(xiàn)身國(guó)家重大任務(wù),那可以用到日常生活的設(shè)備中嗎?毋庸置疑,氣凝膠復(fù)合制品已經(jīng)開(kāi)始投入到建筑、交通等領(lǐng)域的使用?;谄淞己玫谋馗魺嵝阅芘c隔音性能,氣凝膠可用作汽車防火隔熱保溫降噪層、大容量電池組防火防水保溫盒、危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸車等特種運(yùn)輸工具的保溫防火層、高鐵地鐵車體保溫隔熱降噪防火層等。
氣凝膠的隔熱防火性能對(duì)于汽車等交通工具的安全保障所發(fā)揮的重要性不言而喻。比如從汽車座椅阻燃內(nèi)襯及車身阻燃內(nèi)襯,可以有效遏制火勢(shì)蔓延,低煙密度特性能將火災(zāi)災(zāi)情的危害盡量控制,大幅降低火災(zāi)事故隱患,保護(hù)乘客安全。
除了以上提到的內(nèi)飾材料作隔熱防火的作用外,氣凝膠在軌道交通領(lǐng)域中還有一個(gè)主要增長(zhǎng)極,即電池體系的安全問(wèn)題。
當(dāng)車載電池長(zhǎng)時(shí)間輸出電能后,電池內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)會(huì)使電池體明顯發(fā)熱,存在燃燒爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。為了達(dá)到防火隔熱的效果,傳統(tǒng)的芯模組會(huì)采用塑料隔板將電池隔開(kāi),但這樣不僅會(huì)增加重量,還容易在電池高溫運(yùn)作時(shí)導(dǎo)致隔板溶解、著火等問(wèn)題。氣凝膠復(fù)合制品氣凝膠氈具備質(zhì)輕、隔熱性能優(yōu)異的特征,既能保持溫度相對(duì)穩(wěn)定,又能以質(zhì)輕的優(yōu)勢(shì)減少負(fù)荷。在因溫度過(guò)高而引起火災(zāi)事故的情況下,也能有效延緩火勢(shì)蔓延速度。
動(dòng)力電池發(fā)展迅猛,三元鋰電池占主要份額??梢?jiàn),在新能源汽車普及、安全要求提升等因素的推動(dòng)下,軌道交通將成為氣凝膠未來(lái)的重要增長(zhǎng)極,高鐵、汽車、巴士等等,將不斷出現(xiàn)更多氣凝膠的身影。