万创杂谈:揭开气凝胶的奥秘面纱
发布时间:2023-04-08 17:15:02 来源:环球直播nba

  万创投行成立于2016年,是根植于长三角,面向全国立异经济的精品投行,服务过多家上市公司及很多范畴龙头企业。公司事务包含私募融资、并购重组、政府招商及工业赋能等,深度掩盖碳中和、硬科技、新资料等新式技能范畴。

  在2022国际动力电池大会上,我国科学技能大学教授孙金华对媒体表明:“新能源轿车起火概率,要高于燃油车”。为了印证自己的观念,孙金华共享了一组数据。

  在2021年度,全国产生电动轿车火灾事故3000余起,依据挨近800万辆的“纯电动”新能源轿车保有量计算,着火概率约为0.03% ,而传统燃油车年火灾事故率为0.01%-0.02%。国家应急办理部发布的2022年一季度新能源轿车火灾数据,合计640起,同比上升32%,高于交通工具火灾均匀8.8%的增幅,均匀每日超7例火灾。

  从起火原因来看,首要包含电池部件老化、外部磕碰、高温气候、电池热失控、高负荷等。而新能源车遍及装置于底盘的动力电池在磕碰后不易发觉,火灾起势快,较难熄灭,危险性高。

  新能源车安全问题益发杰出,职业问题亟待处理,新能源安全正加快由“暗地”走到“台前”。气凝胶成为处理新能源安全问题的一大要点。

  气凝胶,英文叫Aerogel,意味着飞翔的凝胶,之所以称它能够“飞翔”,便是由于它的超低密度,常见的硅气凝胶的密度仅为空气密度的3倍,被称之为“冻住的烟”,而浙大高明教授制备全碳气凝胶更是改写了气凝胶资料密度新记载,密度仅每立方厘米0.16毫克,是空气密度的六分之一。

  1931年,美国科学家Kistler与Charles Learned打赌:看谁能够将凝胶内的液体换成气体一起不使固体结构产生变化。

  两个科学家的“打赌”,成果了一场科学界的“奇观”,气凝胶这种奇特的资料,被制备了出来!

  现在,气凝胶的制备技能已有极大地提高,制备技能分为湿凝胶制备和凝胶枯燥两个进程。其中心在于战胜外表张力的作用下,将凝胶中的溶剂去除,一起坚持凝胶三维纳米网络结构不被损坏。

  为了避免凝胶枯燥进程中微孔洞内的外表张力导致资料结构的损坏,经过超临界枯燥工艺处理,把凝胶置于压力容器中加温升压,使凝胶内的液体产生相变成超临界态的流体,气液界面消失,外表张力不复存在,然后得到气凝胶,别的一种常压枯燥工艺,经过低外表能的溶剂填充凝胶孔隙结构、必定化学改性手法,下降枯燥进程中的固液面外表张力制备气凝胶。

  跟着超临界技能的老练,许多物质构成的凝胶经过超临界枯燥后,都能够得到不同成分的气凝胶,使得气凝胶宗族越来越巨大,更有学者称:气凝胶与其说是一种新式资料,不如说是一种脱离于固液气之外的新物质状况。

  气凝胶作为一种纳米多孔资料,具有纳米颗粒构成的接连三维纳米多孔网络结构,赋予其低密度、高孔隙率、高比外表积、大孔体积等特性,其在力学、热学、电学、光学、声学等方面均体现出共同的功能,一开始其运用,就备受美国宇航局等高端玩家的重视。

  气凝胶开始被广泛运用于航空航天、军事工业等高端技能范畴,美国的“火星探路者”运载火箭和俄罗斯的“平和”号空间站,都采用了硅气凝胶作为隔热维护资料;在“我国空间站”、“神舟载人飞船”、“回禄号火星车”、“长征系列火箭”等我国航天范畴,气凝胶也得到了广泛运用。

  跟着我国经济转型晋级及施行国家纳米资料战略, 绝热功能杰出、技能老练的硅气凝胶在我国现已完成了工业化,也逐步走向民用商场。比方:挖掘石油时,为了坚持石油的流动性,就需要完成管道保温,假如在石油管道外层包裹气凝胶,只需要2cm厚,就能够在运送进程中完成保温,下降能耗丢失。

  除此以外,跟着新能源轿车的快速开展,气凝胶在新能源轿车电池方面起到了“防火墙”的作用。

  新能源轿车动力电池是由许多独立电芯经过并联或串联构成的电池模组,当新能源轿车充电时,电能将贮存在每个电芯内部。一旦某一个电芯由于外部穿刺或许内部缺点引起短路,其内贮存的能量会被瞬时释放出来,转变为很多热能。假如电芯与电芯之间没有阻隔办法,那么短路或许分散,热失控累加到散热体系无法接受,引起连锁反应,短时刻内点着整个电池组。所以,用在电芯之间的绝缘、隔热、阻燃资料至关重要。

  将气凝胶填充于电芯与电芯之间,绝缘、隔热、阻燃它们一起发挥着各自作用,即便单个电芯热失控,散热体系能够快速地将温度操控在燃点以下,有用的操控热失控,电池组就不会垂手可得被“点着”;即便有一块电芯被“点着”了,由于包裹着电芯的资料具有十分强的隔热、阻燃防护功能,能耐受住火焰形成的高温能量瞬间冲击,操控焚烧传达,不会连锁反应“牵连”到电池中的其他电芯,然后为轿车驾乘人员争夺更长的逃生时刻。

  另一方面,在冰冷的冬天,由于气凝胶对电芯有着绝佳的保温作用,所以还能避免电动车因气候过冷而导致电池续航才能下降。

  依据新思界工业研究中心发布的《2022-2027年二氧化硅气凝胶职业商场出资空间及企业IPO上市环境归纳评价陈述》显现,气凝胶作为新资料之一,与传统资料比较,具有用率高、运用寿命长、轻量化等优势,在新能源轿车、海洋工程、航空航天、国防军事等高科技工业中运用广泛。

  近年来,全球气凝胶商场需求不断增加,估计到2030年,全球气凝胶商场规划将打破40.0亿美元。二氧化硅气凝胶作为气凝胶商场细分产品,具有工业化程度高、技能老练等优势,占有气凝胶商场近七成的比例。

  我国为功能性硅烷出产大国,近年来在方针支撑支撑下,我国功能性硅烷产能继续扩张。2021年我国功能性硅烷产能打破55.0万吨,占有全球总产能的61.3%。跟着原资料供应进一步扩展,我国气凝胶产值不断提高。

  跟着我国研制技能不断打破立异,气凝胶运用范畴逐步扩展。在商场需求带动下,气凝胶商场、职业规划将不断扩展。随同政府方针支撑以及经济快速开展,气凝胶作为新式轻质纳米固态资料,将具有宽广商场前景。

  本文来自微信大众号“万创投行”(ID:wanchuangtouhang),作者:万创杂谈,36氪经授权发布。

  在“双碳”战略的影响下,我国新能源轿车在全球商场体现遥遥领先。在传统轿车年代,我国是在拿着商场换技能;在新能源年代,则是我国技能掩盖全球商场的进程。