工商業(yè)儲能憑借其優(yōu)異的經(jīng)濟(jì)效益，近年來火爆出圈，政策利好、裝機(jī)增速迅猛、投資火熱，各種優(yōu)異的材料與技術(shù)也都在工商業(yè)儲能領(lǐng)域展開了應(yīng)用，而曾經(jīng)助力我國“祝融號”火星探測器克服1200℃高溫登陸火星的氣凝膠便是其中之一...

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“祝融號”火星探測器上的氣凝膠戰(zhàn)衣

2021年5月，中國籍“祝融號”探測車在火星成功著陸并進(jìn)行信號回傳，由此揭開了我國航天探索的新篇章。然而，“祝融號”在研發(fā)設(shè)計階段時卻遇到了巨大難題，從地球到火星，“祝融號”溫度變化區(qū)間從-55℃到1200℃，溫差接近1300℃，這是冰與火的極限挑戰(zhàn)。

經(jīng)過多輪測試驗證，一種名為“氣凝膠”的新材料進(jìn)入科研人員的視線并被選中制成“祝融號”的“戰(zhàn)衣”奔赴火星...

作為一種新型高效的保溫隔熱材料，氣凝膠是目前已知的導(dǎo)熱系數(shù)最低、密度最低的固體材料，具有很長的使用壽命，它的隔熱性能非常優(yōu)異，還有非常好的機(jī)械強(qiáng)度。

在二十萬倍的掃描電鏡下，氣凝膠呈現(xiàn)納米級網(wǎng)狀骨架，體積超過99%的孔隙全部由空氣填充。空氣是熱的不良導(dǎo)體，被網(wǎng)限制的空氣在氣凝膠內(nèi)無法流動。以致氣凝膠的導(dǎo)熱率比空氣還低，它無可厚非地成了隔熱材料界的超級明星。

氣凝膠特性/Characteristicofaerogel

極致隔熱保護(hù)：氣凝膠能以較小的面積提供足夠的隔熱保護(hù)，且其高比表面積也使其能夠有效地阻擋外部的輻射熱，并減少熱傳導(dǎo)。

優(yōu)異的絕緣性能：氣凝膠的孔隙率通常在90%以上，孔徑在10納米到100納米之間，可以有效地阻止熱量和電子的傳輸，從而實現(xiàn)很好的絕緣效果。

憎水率與長壽命：氣凝膠使用壽命約為傳統(tǒng)保溫材料的4 倍左右，同時具有優(yōu)異的防水效果，其憎水率達(dá) 99%以上。

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氣凝膠在高性能儲能領(lǐng)域的應(yīng)用

氣凝膠被譽(yù)為改變世界的材料，已被列為我國基礎(chǔ)型前沿性材料之一。在電化學(xué)儲能領(lǐng)域氣凝膠憑借其優(yōu)良的保溫隔熱性能，成為儲能電池隔熱阻燃的高性能“防火墻”。

與傳統(tǒng)保溫材料相比，氣凝膠絕熱氈的保溫性能是傳統(tǒng)材料的 2-8 倍，在儲能單體電芯發(fā)生熱失控時，在電池單體之間、電池模組之間的氣凝膠通過發(fā)揮其高溫下極為優(yōu)異的隔熱性能，阻隔大量熱量傳遞至鄰近電芯和模組，極大降低了設(shè)備熱失控的風(fēng)險，也增加了系統(tǒng)故障切斷時間。

同時，由于電池的性能會受溫度影響，在冬季溫度過低時電池充電慢、耗電快，氣凝膠也能把儲能電池溫度維持在一個合適范圍，保障儲能系統(tǒng)冬季低溫環(huán)境下的安全高效運(yùn)行。

夾在電芯中間的氣凝膠隔熱片

此外，在電化學(xué)儲能運(yùn)行過程中受冷熱交替影響易形成冷凝水，造成電路安全隱患，而氣凝膠憑借其高達(dá)99%的憎水性及長壽命，能在長期使用過程中保持穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和隔熱效果，更能適應(yīng)電化學(xué)儲能10年以上周期的運(yùn)行時長。

根據(jù)開源證券研究所2023年數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)保溫隔熱方案的成本約為126元/平米，而采用氣凝膠方案的成本約為212元/平米，在同等面積下，氣凝膠相較于傳統(tǒng)方案成本高出約68%。

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氣凝膠——開勒4重安全防護(hù)之一

安全是最大的效益，事故是最大的成本。開勒新能源科技（上海）有限公司（簡稱“開勒能科”）始終將安全工作作為第一要務(wù)，開勒工商業(yè)儲能系統(tǒng)產(chǎn)品騏驥233在研發(fā)之初便設(shè)計了多重安全防護(hù)，氣凝膠便是是開勒多重安全防護(hù)手段之一。

而此之外，開勒還為儲能系統(tǒng)設(shè)計了PACK級獨(dú)立消防模塊，系統(tǒng)級獨(dú)立消防系統(tǒng)，以及云平臺溫度安全監(jiān)測防護(hù)設(shè)計，配合全液冷散熱系統(tǒng)，共同守護(hù)儲能設(shè)計安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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審核編輯 黃宇