中国粉体网讯 近日，国家石墨烯创新中心石墨烯气凝胶团队“300米石墨烯气凝胶毡管道热防护”应用示范项目正式开工。
图源：国家石墨烯创新中心公众号
节约能耗40%，石墨烯气凝胶毡为蒸汽管道保驾护航
在蒸汽供应企业运输蒸汽的过程当中，将蒸汽管网热损降低，把蒸汽管道保温加以优化，是需要着重解决的重要问题。
据统计，DN100口径的蒸汽管道每1000米，因散热损失浪费蒸汽达1069吨/年，造成直接经济损失32.1万元/年(蒸汽价格按300元/吨计)，且管道口径越大，热损失越大。对于高温工艺管道或长输动力蒸汽管道来说，终端用户对蒸汽品质要求越高，保温需求越严格。
传统的解决方案是以硅酸铝、岩棉等作为蒸汽管道保温的材料，但是它们易吸水且使用寿命短，随着环境温度和湿度的上升，其导热系数也在不断增加。为满足不超过规定的最大允许热损失量的要求，就需要通过增加保温材料的厚度及经常更换保温材料来解决这些问题。而较厚的保温层及频繁更换意味着材料、运输、施工等成本的增加。
国家石墨烯创新中心石墨烯气凝胶团队为以石墨烯气凝胶毡作为保温材料，为蒸汽管道热防护提供创新解决方案。石墨烯气凝胶毡是通过复合工艺将增强基材与石墨烯气凝胶复合而成的新型纳米多孔绝热材料。作为一种新型绝热材料，它具有低导热系数、A级阻燃、憎水率高、质轻柔软、耐腐蚀、使用寿命长、绿色环保等特点，可应用于高温热力或工艺管道及设备保温。
石墨烯气凝胶毡 图源：国家石墨烯创新中心公众号
以350摄氏度蒸汽管道保温应用为例，相较于传统保温材料，石墨烯气凝胶的保温层厚度可减少2/3，节约能耗40%以上，每公里管道每年可减少二氧化碳排放125吨。不仅可以减少蒸汽热量的损失以及散热造成的蒸汽冷凝，提高管道的输送能力，同时还可以降低企业运行成本，节约能源，具有突出的经济效益。
石墨烯气凝胶更多应用
在管道保温之外，石墨烯气凝胶还可以应用于电池保护、建筑保温、电磁屏蔽和传感器等领域。
电池保护
目前锂电池的工作温度范围为-20℃至600℃，若没有合适的散热方案，外部加热、过充、内短路等容易导致锂电池热失控，进而可能引发电动汽车起火、爆炸等事故。气凝胶电芯隔热片可为动力电池热失控提供最后一道安全防线，可有效延缓或者阻止电芯热失控。除用于动力电池的电芯之间，还可用于模组与壳体之间、电池箱外部。
建筑保温
据统计，我国建筑全过程能耗主要来自生产和运行阶段，分别约占50%和46%。因此，无论是生产阶段工业炉体等隔热保温，还是运行阶段墙体、玻璃等隔热保温，高性能石墨烯气凝胶隔热材料都有非常大的应用潜力，对我国全方位迈向低碳社会，实现“碳中和”目标具有重要意义。
电磁屏蔽
随着工业的发展，电磁波污染问题逐渐加重。电磁干扰对通信系统、敏感电子设备存在有害影响，甚至还会影响人体身体健康。根据电磁理论，电磁干扰屏蔽最主要的机制是通过阻抗反射辐射，通过介电介质或者磁损耗来减弱电磁波能量。因此，导电性较高的材料通常具有较好的电磁屏蔽性能。石墨烯气凝胶其内部多孔结构、具有极好的导电性和高比表面积常被用于制作电磁屏蔽材料。
传感器
石墨烯气凝胶具有独特的三维多孔结构，当受到外力作用时，其内部的孔隙结构会发生变化，导致电阻或电容等电学特性发生改变。这种特性使得石墨烯气凝胶能够对微小的压力变化做出灵敏的响应，可用于检测微小压力，比如在医疗领域中检测人体的脉搏、血压等生理信号；在电子设备中检测按键的按压力度等。
石墨烯气凝胶质地轻盈、柔韧性好，可以与柔性基底相结合，制备出可穿戴的压力传感器。这种可穿戴传感器能够贴合在人体皮肤表面，实时监测人体的运动状态，如跑步、跳跃、行走时的脚部压力变化，以及手指弯曲、关节活动等动作产生的压力变化，在运动监测、智能健康监测等领域具有重要应用前景。
参考来源：
国家石墨烯创新中心，成果应用｜节能40%！石墨烯气凝胶毡管道热防护应用示范项目开工
杨康博等，石墨烯气凝胶的应用研究进展
乔文明团队，柔性压力传感器用超灵敏耐用石墨烯纤维气凝胶的创新制造
（中国粉体网编辑整理/留白）
注：图片非商业用途，存在侵权请告知删除！
