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南京氣凝膠能否成為抗霾火藍刀鋒

文章出處:本站    人氣:50195    發表時間:2018-01-16 10:31:27

提示:柴靜的《穹頂之下》引發了朝野對對霧霾的深切關注,吹響了全社會抗霾總動員的號角。我們每個人都在霧霾的包圍中無處可逃,政 府、企業、家庭、個人,唯有各司其職、各盡其力,才能打贏這場惡戰。作為氣凝膠材料產業化化的從業者,在此與大家分享氣凝膠材料在此次抗霾戰役中可能發揮的作用。

柴靜的《穹頂之下》引發了朝野對對霧霾的深切關注,吹響了全社會抗霾總動員的號角。我們每個人都在霧霾的包圍中無處可逃,政 府、企業、家庭、個人,唯有各司其職、各盡其力,才能打贏這場惡戰。作為氣凝膠材料產業化化的從業者,在此與大家分享氣凝膠材料在此次抗霾戰役中可能發揮的作用。

氣凝膠是種具有納米多孔網絡結構的新型材料,其孔隙率為80~99.8%,孔洞尺寸般在1~100nm之間,密度變化范圍可達0.12~600kg/m3,其在熱學、光學、電學、化學、力學等方面均顯示出神奇的特性。那么氣凝膠材料是如何與抗霾發生關系呢?

先,氣凝膠是目前性能好的超級熱材料。氣凝膠常溫導熱系數可以達0.013w/m·k,隔熱性能是靜止空氣的2倍,傳統玻璃棉等保溫材料的4倍,普通混凝土的100倍。當氣凝膠應用于火力發電、石油化工等設備和管道的保溫項目中,因保溫材料的厚度僅是傳統保溫材料的四分之,保溫材料用量大幅減少,保溫材料外表面的散熱面積大幅減少,因而可以起到比傳統材料節能30~50%的顯著效果。這樣能源的利用率就會得到顯著的提高,就可以減少煤炭燃燒的消耗量,進而減少因煤炭燃燒產生的PM2.5的排放。這對于火力發電比重較高的西北、華北和冬季需要集中供熱的廣大北方地區降低霧霾的意義是顯而易見的,在鋼鐵冶金、水泥陶瓷等高能耗行業的節能成效自然也是十分的顯著。當氣凝膠材料應用于高鐵動車、輪船、汽車等交通工具的保溫時,不但可以顯著減少空間占用,同樣顯著降低空調等能耗費用,間接為降低PM2.5的排放做貢獻。當氣凝膠材料應用于建筑保溫時,甚至可以實現不需要開空調,冬暖夏涼的“被動房”,能耗幾乎為零。而長期以來建筑能耗占總能耗直高達30%左右。

其次,氣凝膠還是有巨大應用前景的催化材料。國內霧霾的另大元兇是汽車尾氣,尾氣的危害程度主要取決于發動機內燃燒的油品以及尾氣催化裝置。汽油的煉制過程中催化裂化、催化重整是為重要的環節。氣凝膠材料具有納米多孔結構,且孔徑可調,比表面積可高達1000~2000m2/g,同時可以選用氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、氧化釩、碳等不同組分,在煉制質汽油和汽車尾氣處理域有十分巨大的應用前景。

再次,氣凝膠未來還有可能是在儲能域獲得巨大應用。目前碳氣凝膠和石墨烯氣凝膠在超級電容、鋰離子電池電等域正成為氣凝膠的研究熱點,旦獲得產業化應用,將有力推動中國新能源的發展。此外,目前的新能源汽車的電池的保溫也大量使用了氣凝膠材料。

天藍、地綠、水清、人和,這是我們所有人共同的愿望。穹頂之下,氣凝膠能否成為抗霾火藍刀鋒?我們新材料從業人員,特別是氣凝膠材料從業人員責無旁貸。


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