一间位于美国加州的阿斯彭气凝胶公司以99%都是空气的气凝胶材料在美国能源部的帮助下获得了6400万美元的贷款。
随后借助这笔资金在上世纪建造了全球最大的气凝胶生产工厂,为人们带来了更轻盈、更优秀的材料。
气凝胶是一种不是泡沫也不是气体的物质,是一种无色、半透明、柔软的固体物质,其中99%都是空气,能够抵御1000摄氏度以上的高温。
这样一种物质有什么用呢?
气凝胶似乎和我们日常生活没有多大关系,但气凝胶未来有可能提高电动汽车的安全性。
气凝胶材料大有用途。我国内燃机汽车数量巨大,在2020年,我国内燃机汽车数量为2.6亿辆。
随着国家大力发展新能源汽车,电动汽车市场也日益火爆。
根据中国汽车工业协会预测,2023年我国电动车销量将突破800万辆,预计到2030年销量达到2000万辆。
随着电动车占比逐年增加,全世界各大国家对新能源汽车碰撞测试标准也逐渐提高。
2023年,我国就发布了最新的电动汽车碰撞法规,电池包碰撞测试导致热失控事故发生率不得超过25%。
而为了提高安全性,美国则对其电动汽车碰撞测试标准进行了升级版,要求电池包碰撞热失控发生率不得超过15%。
随着燃料电池技术逐渐成熟,美国甚至在此基础上成立了新的电动汽车安全碰撞测试组织,专门进行电动汽车还是安全标准的升级。
在如此严格的标准下,各大企业都在努力出售自己的电动汽车,想要获得美国实验室总部位于密歇根州的新汽车安全测试组织认证。
气凝胶材料恰好可以帮助企业解决这一难题——将气凝胶放置在电池包与乘客之间,就能够起到出色的隔热效果。
众所周知,电池包发生热失控时内部温度极高,并且会释放出大量热量和火焰,其燃烧速度比一般燃料快得多,这也是导致许多电动汽车火灾发生后很快就烧毁的原因之一。
然而美国国家公路运输安全管理局公布过数据,只有20%的电动汽车车主在发生车祸时成功自救逃脱,并且每年平均有150人因电动汽车起火而丧生。
显然这是一个严重的问题,美国能源局希望能在2030年前将电动车辆热失控发生率降低至5%以下。
气凝胶有着堪比火焰温度隔绝罩甚至喷火器坏物质的性能,只需要将几毫米厚的一层铺在电池包与乘客之间,就能有效地降低整个碰撞过程中车主感受到的热量,减少甚至断开因热失控放出的火焰与乘客之间的热量传导。
这相当于给乘客提供了一层更厚的绝缘层,可以有效防止大部分热量灼伤乘客甚至将乘客烧死,同时还会降低火焰蔓延速度,在事故发生后给乘客争取更多时间自救。
令人感到惊喜的是美国国家公路运输安全管理局曾经发布过报告,气凝胶被应用于此次碰撞测试后竟使氢清洁能源设施车辆热失控发生率降到了0%!
面对如此美好的前景,加州能源局决定发放6400万美元贷款让阿斯彭气凝胶公司建造新工厂让气凝胶产品地生产规模更大、性更优越,最终实现将这一伟大发明大规模化并推广到市场。
美国国家公路运输安全管理局曾表示过只要气凝胶被广泛应用于电池包与乘客之间,那么大家就不必再担心乘坐电动汽车时会被高温灼伤甚至烧死了,同时大规模使用的话还能帮助国家节省大量救援资源。
不只是我国,日本、欧盟等其他国家也开始考虑广泛使用气凝胶提高自家生产电动汽车的安全性,争抢气凝胶产品资源。
气凝胶产品逐渐增多。除了广泛应用于各国电动汽车中之外,气凝胶还可以抵挡巨大温差之间转化时产生的剧烈温度和巨大的剧烈冲击力,因此它也将在其他高科技领域闪耀光彩。
其中一个重要领域就是液化天然气运输管道。
现代社会已经离不开石油和天然气,石油和天然气开采者们需要将石油和天然气从地下钻井中抽取到地面备用,有许多油井都是深埋于地下震动极强、活动极频繁的地区,如果管道中发生泄漏,那不仅是石油资源的大量浪费,更会引起环境灾难。
为了防止这一悲惨结局发生,各国工程师们不断探索各种方法来提高管道抵御外部巨大冲击力和温度变化能力。
最终,加州这间阿斯彭公司凭借自己出色的技术研发出来能够将管道外层厚度降到最薄而又能最大限度保暖的新型管道保护膜,将气凝胶用于天然气管道防护膜研发后,在进行性能测试时,这些管道成功通过了美国国家地质工程局在恶劣环境中的性能检测!
另外一个重要领域是炼油厂。
炼油厂是对石油进行加工以获得更高级别工业原料或者可用作燃料物品的重要场所,在炼油时会产生大量热量,一部分会将油品变质直接浪费,一部分则会污染环境,因此炼油厂工程师们一直寻求一种既能将更多热量转化为可用能源又能减少环境影响的方法。
淘金州炼油厂开始使用阿斯彭公司研发出的新型气凝胶做为特殊隔热层,将其用于所有炼油过程中的机具之后,炼油厂产量和效率有了巨大提升,并通过了世界一流炼油厂性能认证。
而航天领域由于舰船发射需要击败地球重力,所以使用了大量轻便极强材料以达到飞船发射时降低自重同时保证航天器发射后能继续经受高温并向进入空间划水,因此航天器外壁一直都是高科技材料使用频次最高的场所之一!
早在上世纪,由美国宇航局研发出新型阿斯彭公司气凝胶后就开始进行尝试应用实验,并最终以成功制作出了很多航天器外壁耐热材料,但是太空领域是一个非常不善于进行实验对比的地方,因此很长一段时间没有其他国家敢尝试跟进这一伟大发明!
直到近日欧洲空间局用阿斯彭公司的气凝胶轻量化材料完成的新型探测器计划成功之后,各国著名航天组织才纷纷开始申请使用阿斯彭公司的材料为自己的航天器外壁进行涂层,从而使探测器更加轻量,同时更加抗高温!
国家重视助气凝胶成新型潮流。由于美国国家对阿斯彭公司的肯定以及新材料对科技发展的重要性,国务院最近决定拨款更多资金给阿斯彭公司继续扩建工厂原本计划中建造成80%产量之后停滞不前的发展进度,共同搭建气凝胶研究所,以便加速研究和生产进程!
被称为“人类史上第六大奇迹”的新材料迎来了新时代的发展机遇之后,全世界各国都在关注着这一新材料如何继续改善人类生活!
随着各国对美国产品质量认证的信任不断提高,全球对阿斯彭公司的预定量也不断增加,其中我国就以极大的采购积极性让专家们惊讶,更有许多我国企业在向阿斯彭表达合作意向,商讨要不要让其施加中国元素来研究出适合中国消费者需求的新型材料!
无论是对于人类探索世界、认识世界还是探索宇宙未来有着重要意义的新材料,大家都期待着它能有光明美好的未来,更希望它能让人类生活变得更美好。