--访国核电力规划设计研究院热机高级工程师唐鹏

“随着国家对节能环保的要求提升，新型材料市场前景广阔。”记者近日采访了国核电力规划设计研究院热机一室副主任唐鹏，作为一名电力工程设计负责人，他对未来新型材料的发展充满信心。“气凝胶具备极佳的绝热性能，是一种新型的保温材料，更是契合当今节能环保理念的新型保温材料。”

气凝胶:极佳绝热性能的保温材料

据了解，二氧化硅气凝胶又被称作“蓝烟”、“固体烟”，是目前已知的密度最小、质量最轻的固体材料，也是迄今为止保温性能最好的材料。因其具有纳米多孔结构、低密度、低介电常数、低导热系数、高孔隙率、高比表面积等特点，在力学、声学、热学、光学等诸方面显示出独特性质。气凝胶貌似“弱不禁风”，其实非常坚固耐用，它可以承受相当于自身质量几千倍的压力，在温度达到1200摄氏度时才会熔化。此外，它的导热性和折射率也很低，绝缘能力比最好的玻璃纤维还要强39倍。在航天、军事、石油、化工、矿产、通讯、医用、建材、电子、冶金等众多领域有着广泛而巨大的应用价值，被称为“改变世界的神奇材料”。

“气凝胶材料虽然具备热学、声学、催化、吸附、光学、电学等多种独特性能，应用领域也很广泛，但目前最多应用的还是它的绝热性能。”唐鹏说。气凝胶材料目前以气凝胶复合绝热毡为主要产品，在工业管网及窑炉、石油化工及电力工程设备、建筑、低温设备及保冷等领域有着广泛的应用前景。应用于这些领域时，气凝胶复合绝热毡兼具保温效果好、A级防火、高疏水等优越特点，使用寿命可达30年之久，以绝对的优势位于保温材料的金字塔顶。

气凝胶的纳米多孔结构使它具有极佳的绝热性能，其热导率甚至比空气还要低，空气在常温真空状态下的热导率为0.026W/(m·k)，而气凝胶在常温常压下的热导率一般小于0.020W/(m·k)，在抽真空的状态下，热导率可低至0.004W/(m·k)。“传统保温材料以硅酸铝、岩棉为主，在低温情况下，气凝胶与传统保温材料导热系数相差不大，但在高温情况下，气凝胶的导热系数要远高于硅酸盐、岩棉等传统保温材料。”唐鹏说，“随着火电机组的参数的逐步提高，管道的保温厚度随之增加，管道的外径越来越大，单位长度的质量会加大，相应支吊架、土建结构的承载能力需要增加。在达到相同保温效果下，气凝胶只需要传统无机材料的1/3~1/4厚度，其保温表面积小，单位长度重量轻、散热损失小、安装维护方便，更加符合节能环保的要求。”

“有米”难下“炊”气凝胶推广尚需努力

都说“巧妇难为无米之炊”，现在气凝胶材料却面临着“有米”却不下“炊”的困境。唐鹏目前所负责的工程中，正在积极推荐及推广使用气凝胶这种新型材料，但目前还尚未应用到具体的电力工程中。究其原因，唐鹏认为，虽然气凝胶具备极佳绝热性能，较之传统材料在高温与低温情况下性能都比较稳定。但是由于电厂等企业对气凝胶这种新型材料关注度不够，同时，也由于气凝胶目前造价过高，使得气凝胶的应用推广工作推进困难。气凝胶目前作为一种新型材料，因为尚未得到广泛应用，因此大规模生产还没有展开。另外，它与传统的保温材料相比，目前气凝胶材料所开发的形态比较单一，主要以气凝胶绝热毯为主，使用方式比较局限，这也成为了阻碍气凝胶产品应用的瓶颈。

多措并举助推气凝胶推广应用

正因气凝胶拥有极佳的绝热等性能，唐鹏也在电力设计过程中，向电厂积极介绍这种新型材料，搭建起气凝胶与用户之间的桥梁。对未来气凝胶材料的推广使用，唐鹏提出了自己的建议:

以用户为导向，做好气凝胶开发应用。唐鹏认为，一个好的新型产品要想有生命力，就要了解用户所需所想，要让用户接纳。因此，要做好气凝胶材料的技术研发工作，一方面要提高气凝胶的性价比，另一方面要从施工方替用户考虑，尽可能的施工方便，切实使气凝胶得到用户认可。

制定气凝胶相关规范、标准。气凝胶材料作为一种全新的绝热材料，行业历史短，市场和客户对产品及性能不甚了解，这就需要制定相应的国家标准对行业进行规范，促进气凝胶产业向着规范化、秩序化和产业化方向发展，同时也为用户了解气凝胶、辨识气凝胶提供一种可靠途径。

国家要采取政策推动，大力支持气凝胶发展。中共十八届五中全会提出“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念，气凝胶作为一种新型保温材料，是符合创新驱动、节能环保的发展理念，2014年和2015年，发改委连续两年将气凝胶材料列为《国家重点节能低碳技术推广目录》，开始了对气凝胶材料的初步推广应用。气凝胶作为一种科技创新材料，面对价格高昂的推广困境，国家要出台相关的政策法规支持，加大对气凝胶科技创新企业的资金支持、税收政策支持，给予用户企业一定的补贴，鼓励用户采用节能环保保温产品。

文章来源：《化工设计通讯》 网址: http://www.hgsjtxzz.cn/zonghexinwen/2020/0820/446.html