エアロゲルについて知っておきたいこと

エアロゲルとは何ですか?

エアロゲルは、ナノサイズの細孔とナノ骨格から構成される三次元連続多孔質材料です。そのユニークな構造により、従来の材料と比較して比類のない特性が得られ、最も注目すべき点は熱伝導率が極めて低いことです。

Aerogel pore size (20-50nm)

Aerogel Microstructure

Different insulation materials’ thermal conductivity

エアロゲルの断熱原理

「無限長パス」の効果：

エアロゲルの網目状の骨格は熱伝導経路を無限に伸ばし、気体と固体の界面で熱が伝わりにくくします。

「ゼロ対流」効果：

エアロゲルの細孔サイズ (20 ～ 50 nm) は空気の平均自由行程 (70 nm) よりも小さいため、内部の空気が自由に流れることができません。

「無限遮熱バリア」効果：

エアロゲルのネットワーク構造は「無限の熱バリア効果」を生み出し、熱放射を遮断します。

エアロゲル複合材料

ナノサイズのエアロゲルをガラス繊維やセラミック繊維などの基材と組み合わせることで、エアロゲルの優れた性能がフレキシブル基板とシームレスに統合されます。これにより、エアロゲルの軽量性と断熱性が最大限に発揮されると同時に、柔軟性と靭性が付与されます。超長寿命、最高の断熱性能、高い耐火性、優れた機械的特性などの追加特性を備えており、航空宇宙、火力発電ネットワーク、石油化学製品、新エネルギー車、鉄道輸送、家庭用電化製品、繊維製品などの分野で広く応用されています。もっと。

応用例

産業用パイプラインや機器の断熱では、従来の断熱綿ソリューションと比較して、エアロゲルは安全性、環境への優しさ、エネルギー効率、および高い効果という特徴を備えています。

ある産業用中高温蒸気パイプラインを例にとると、蒸気温度465℃、圧力5.3Mpa、流量60t/h、口径DN250の蒸気パイプラインが頭上に敷設されています。元の断熱材は 150mm のアルミノケイ酸塩でした。エアロゲル断熱ブランケットとの断熱効果の比較は以下の通りです。

150mm のアルミノシリケートの熱損失と比較して、エアロゲルソリューションを使用した場合のエネルギー節約率は 40% を超える可能性があります。

2 つの方式の比較計算では、アルミノケイ酸塩方式と比較して、パイプの長さ 1 km ごとに計算された、エアロゲル方式の年間エネルギー節約量と利点は次のとおりです。

*Calculated based on a constant 8000h operation, with a heat price of 70 RMB/GJ.

エアロゲル材料は、長い耐用年数と高い効率により、長期間にわたって顧客により大きな経済価値を生み出すことができます。アルミノシリケートの有効耐用年数は 3 年、エアロゲルブランケットの有効耐用年数は 15 年に基づいて計算されます。エアロゲル断熱ブランケットを使用すると、15 年以上、アルミノシリケートブランケットを使用した場合と比較して設置数が 4 つ削減されます。エアロゲル断熱ブランケットへの総投資額は、従来の素材に比べて約 55% 削減されます。これにより、材料費と建設費が年間平均 91,770 人民元節約されます。アルミノケイ酸塩の代わりにエアロゲルブランケットを使用すると、年間 362,150 元の利益が得られ、エアロゲルブランケットの使用による追加投資は 1.7 年で回収できます。エアロゲル材料の耐用年数（この例では 15 年）中、エアロゲル断熱材をパイプラインに使用すると、ユーザーに約 481 万 659 万人民元（362,150 人民元*13.3 年≈481 万 659 万人民元）の追加の経済的利益が蓄積されます。

エアロゲル材料のライフサイクル全体を考慮すると、エアロゲルソリューションは従来の断熱綿ソリューションと比較してメンテナンスと交換のサイクル数を削減し、パイプライン断熱の運用コストとメンテナンスコストを削減します。さらに、エネルギーの節約も実現し、顧客に大きな経済的メリットをもたらし、企業の運用管理コストを大幅に削減します。

さらに、エアロゲル素材の独特の疎水性と通気性の特性により、断熱材下の腐食（CUI）を最大限に防止します。

エアロゲル断熱ブランケットは、産業用パイプラインの断熱、タンクの断熱、自動車の防火および断熱、建物の断熱などの分野に最も理想的な断熱材です。

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