8月31日，国家石墨烯创新中心石墨烯气凝胶团队与宁波热力有限公司“300米石墨烯气凝胶毡管道热防护”应用示范项目正式开工。
施工现场呈现出一片热火朝天的忙碌景象。在保证“安全第一，质量为上”的基础上，石墨烯气凝胶项目团队克服高温、野外施工等不利影响，穿梭于各施工部位，有条不紊地进行管道主体热防护安装工作。
节约能耗40%
石墨烯气凝胶毡为蒸汽管道保驾护航
减少蒸汽管网热损，优化蒸汽管道保温，是蒸汽供应企业在运输蒸汽过程中需要解决的重要问题。
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。
宁波热力有限公司（以下简称“热力”公司）为宁波市市政蒸汽供应企业，现有管网180余公里，覆盖医院、学校、酒店、工商贸等270余家用户，年供汽量在150万吨以上。国家石墨烯创新中心石墨烯气凝胶团队为其提供石墨烯气凝胶毡作为创新解决方案。
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
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。
本次300米石墨烯气凝胶毡管道热防护应用示范项目开工前，热力公司和石墨烯气凝胶团队已进行多轮试验验证。未来，双方将以此应用示范项目为起点，共同推动石墨烯气凝胶材料在管道保温领域的应用。
石墨烯气凝胶技术优势
石墨烯气凝胶团队致力于气凝胶及石墨烯复材在工业、建筑、新能源、纺织及军用隐身等领域的关键共性技术攻关和应用开发。
团队通过使用氧化石墨烯纳米构筑基元对气凝胶材料的改性技术，进一步增强了气凝胶隔热性能。在生产工艺方面，创新使用连续超临界流体干燥，可在短时间内完成护孔干燥。整套工艺具有连续性、高效率、产品质量稳定等特点。
目前团队已成功开发石墨烯气凝胶绝热毡、石墨烯气凝胶隐身材料、气凝胶电芯隔热片、石墨烯气凝胶复合功能保暖絮片、石墨烯气凝胶隔热反射涂料等产品。
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和建筑保温。
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。
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。
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