داستان تولید آیروژل نانویی که عملکرد نمونه آمریکایی را پشت سر گذاشت/ فناوری نانویی چطور می‌تواند بحران انرژی را متوقف کند؟
به گزارش پایگاه خبری گیلان ۷۲۴،
یک شرکت دانش‌بنیان ایرانی آیروژل نانویی تولید کرد که با راندمان بالا، هدررفت انرژی در صنایع و ساختمان‌ها را کاهش می‌دهد.
جمعی از خبرنگاران حوزه فناوری، در قالب تور فناورانه به زنجان سفر کردند تا از نزدیک با دستاورد‌های نوآورانه کشور در عرصه فناوری نانو آشنا شوند. در این سفر یک‌روزه که به همت ستاد نانو برگزار شد، تیم رسانه‌ها فرصتی یافتند تا از شرکت دانش‌بنیانی که تولیدکننده عایق‌های نسل جدید آیروژل بر پایه فناوری نانو، بازدید کنند. این بازدید، خبرنگاران را با مراحل ساخت و تولید این محصول پیشرفته که به عنوان یکی از دستاورد‌های مهم در حوزه بهینه‌سازی مصرف انرژی شناخته می‌شود، آشنا کرد.
آیروژل‌ها، به دلیل ویژگی‌های منحصر‌به‌فرد خود مانند عملکرد بالا در برابر دما‌های بسیار پایین و بالا، طول عمر طولانی و کاهش هدررفت انرژی، یکی از نوآوری‌های پرکاربرد در صنایع مختلف از جمله ساختمان‌سازی و پتروشیمی به شمار می‌روند. این شرکت با بهره‌گیری از فناوری نانو، موفق به تولید عایق‌های حرارتی با راندمان بالا شده است که می‌تواند به کاهش ناترازی انرژی کشور و بهینه‌سازی مصرف انرژی در بخش‌های مختلف کمک کند. خبرنگاران حاضر در این تور، فرصت یافتند تا از نزدیک با فرآیند تولید و مزایای این عایق‌ها آشنا شوند و گزارشی جامع از این نوآوری مهم تهیه کنند.
درابتدای این بازدید حسن برگزین مؤسس و مدیرعامل این شرکت دانش‌بنیان، گفت: مصرف بی‌رویه انرژی‌های فسیلی، معضلات بزرگی همچون آلودگی هوا و خاک، خشکسالی، طوفان‌های شدید و آتش‌سوزی‌های گسترده را به وجود آورده است. اولین و مهم‌ترین راهکار برای کاهش این بحران، بهینه‌سازی مصرف انرژی از طریق استفاده از عایق در ساختمان‌هاست.
به گفته برگزین، بیش از ۴۰ درصد مصرف انرژی کشور در ساختمان‌ها و سوله‌ها اتفاق می‌افتد، در حالی که عایق‌کاری در ایران بسیار محدود است و شدت مصرف انرژی در ایران چندین برابر متوسط جهانی است. این هدررفت عمدتاً ناشی از نبود فرهنگ و ساختار عایق‌کاری است
مدیرعامل این شرکت دانش بنیان با اشاره به سرمایه‌گذاری‌های سنگین دولت در حوزه نیروگاه‌های خورشیدی و بادی گفت: این طرح‌ها اگرچه مثبت هستند، اما به دلیل وارداتی بودن تجهیزات، نیاز به زمین‌های وسیع، محدودیت تابش خورشید و هزینه‌های بالای ذخیره‌سازی انرژی، نمی‌توانند پاسخگوی بحران انرژی کشور باشند. در حالی که عایق‌های نوین نانویی، نرخ بازگشت سرمایه بسیار کوتاه‌تری دارند و بدون نیاز به سوبسید دولتی می‌توانند مشکل ناترازی انرژی را حل کنند. عایق‌های آیروژل نسل جدید، طول عمری بین ۲۰ تا ۵۰ سال دارند، عملکردشان بیش از شش برابر عایق‌های سنتی است، فضای خاصی اشغال نمی‌کنند و به‌راحتی می‌توانند جایگزین پشم سنگ و پشم شیشه شوند.
وی با اشاره به وضعیت نامناسب بهره‌وری انرژی در ایران گفت: بیشتر عایق‌های سنتی که در کشور استفاده می‌شوند، عملاً اثربخشی مثبت ندارند. چراکه انرژی مصرف‌شده و آلودگی ایجادشده برای تولید آنها، بیشتر از صرفه‌جویی احتمالی در مصرف انرژی است. این عایق‌ها به‌دلیل جذب رطوبت، دوام و کارایی پایینی دارند. مانند کاپشنی که اگر رطوبت بگیرد، دیگر بدن را گرم نمی‌کند. در مقابل، آیروژل‌های نانویی ضدآب، مقاوم و با طول عمر ۲۰ تا ۵۰ سال هستند و تنها عایق‌هایی محسوب می‌شوند که از دمای منفی ۲۰۰ درجه سلسیوس (مانند نگهداری نیتروژن یا اکسیژن مایع) تا مثبت ۶۵۰ درجه عملکرد مؤثر دارند. این عایق‌ها به‌محض نصب روی لوله یا ساختمان، بلافاصله شروع به صرفه‌جویی انرژی می‌کنند و با راندمان بیش از ۹۷ درصد، شبانه‌روز فعال هستند.
سه محصول اصلی آیروژل ایرانی
برگزین درباره محصولات تولیدی این شرکت گفت: بلنکت‌های منعطف آیروژل در ضخامت‌های ۶ و ۱۲ میلی‌متر، مناسب برای لوله‌ها و زیرکار ساختمان‌ها و گرانول آیروژل به‌عنوان ماده خام و پرکننده با پتانسیل بالای صادرات است. از طرفی، عایق مایع آیروژل با قابلیت اجرا همانند رنگ، که با ضخامت کم روی دیوار اسپری می‌شود و کارایی بلندمدت دارد. محصولات ما ۴ تا ۵ برابر ارزان‌تر از نمونه‌های آمریکایی هستند. حتی در پروژه‌های صنعتی پیشرفته همچون توربین‌های گازی که قبلاً با عایق آمریکایی اجرا شده بود، محصول ما توانست استاندارد‌ها را پاس کند و طی ۵ سال گذشته بدون هیچ ایرادی مورد استفاده قرار گرفته است.
صرفه‌جویی ارزی و ورود به بازار صادرات
به گفته برگزین، تولید بومی آیروژل تاکنون ده‌ها میلیارد تومان صرفه‌جویی ارزی برای کشور داشته است: اگر قرار بود معادل دلاری محصولات وارد شود، هزینه‌ای ۵ تا ۶ برابر بیشتر به کشور تحمیل می‌شد. علاوه بر این، صادرات ما به کشور‌هایی مانند ترکیه، رومانی و قزاقستان آغاز شده و تقاضا برای محصولات در حوزه ساختمان و صنعت در حال افزایش است.
وی تصریح کرد: دانش فنی تولید آیروژل در اختیار کشور‌های محدودی است و مزیت اصلی ما این است که توانستیم دانش فنی بومی ایجاد کنیم و با استفاده از مواد و تجهیزات داخلی، بهترین گرید آیروژل را تولید کنیم. در شرایطی که میلیارد‌ها دلار برای تولید انرژی بیشتر سرمایه‌گذاری می‌شود، توجه به عایق‌کاری پیشرفته می‌تواند بدون نیاز به سرمایه‌گذاری سنگین دولتی، بخش بزرگی از مشکل ناترازی انرژی کشور را حل کند.
طاهر یوسفی، بنیان‌گذار و عضو هیئت‌مدیره شرکت دانش بنیان، توضیح داد که آیروژل‌ها، عایق‌های فوق‌متخلخل با حفرات نانومتری هستند که بیش از ۹۵ درصد حجمشان را هوا تشکیل می‌دهد و این ساختار باعث می‌شود عبور حرارت و هوا تقریباً غیرممکن شود و به همین دلیل آیروژل قوی‌ترین عایق تجاری جهان به شمار می‌رود.
مزایای فنی آیروژل‌های تولیدی
وی در ادامه در خصوص مزایای فنی آیروژل‌ها گفت: ثبات حرارتی بالا دارند که مقاوم در دمای منفی ۲۰۰ درجه تا مثبت ۶۵۰ درجه سانتی‌گراد و حفظ کارایی در دما‌های بالا، حتی بهتر از نمونه‌های آمریکایی و ضد آب و پایدار است و جذب رطوبت ندارد و عملکرد عایق در طول زمان حفظ می‌شود و مکانیکی مقاوم استحکام بالای کششی و طول عمر زیاد، بدون ریزش یا فروپاشی و کاربرد چندگانه دارد که می‌تواند به صورت پودر در گچ، سیمان یا رنگ به کار رود، و یا در قالب بلنکت (پتوی ژل) مورد استفاده قرار گیرد.
فرآیند تولید بلنکت‌های آیروژل
یوسفی توضیح داد: در مرحله اولیه، محلول ژل روی پتو اعمال می‌شود و حفرات پتو با ژل پر می‌شوند. سپس ژل به آیروژل تبدیل می‌شود و در کل ساختار پتو نفوذ می‌کند. این روش، استحکام مکانیکی بالا، دوام و عملکرد حرارتی پایدار را تضمین می‌کند. وبا توجه به مصرف بالای انرژی در ساختمان‌ها، استفاده از آیروژل‌های باکیفیت و بومی می‌تواند نقش بسیار مؤثری در کاهش ناترازی انرژی کشور ایفا کند.
حسن برگزین گفت: عایق‌های سنتی محدودیت‌های جدی دارند و طول عمر کوتاهشان باعث می‌شود پس از مدتی نیاز به تعویض داشته باشند. اما آیروژل‌های تولیدی ما از استحکام مکانیکی بالایی برخوردارند و در صورت تعمیر یا باز کردن تجهیزات، می‌توانند دوباره مورد استفاده قرار گیرند این عایق‌ها در ساختمان‌ها و سوله‌ها قابل استفاده هستند. بلنکت‌های آیروژل به دلیل ضخامت و خاصیت ضدحرارت، عمدتاً در صنایع پتروشیمی، پالایشگاه‌ها و نیروگاه‌ها به کار می‌روند. همچنین رنگ آیروژل ما برای ساختمان و سوله توسعه یافته و با ضخامت ۰.۵ تا ۲ میلی‌متر قابل اسپری است. اجرای آن ساده و نیازی به تخصص حرفه‌ای ندارد.
برگزین با اشاره به افزایش قیمت سوخت در صنایع پتروشیمی توضیح داد: امسال هر مترمکعب گاز سوختی پتروشیمی به بیش از ۸ هزار تومان رسید. بررسی‌ها نشان می‌دهد هر پتروشیمی به طور متوسط سالانه سه تا چهار هزار میلیارد تومان فقط برای سوخت هزینه می‌کند. استفاده از عایق‌های آیروژل ما، هزینه صرف شده برای عایق را در کمتر از دو ماه بازمی‌گرداند.
وی در ادامه توضیح داد: ضد آب و پایدار جذب رطوبت ندارد و عملکرد عایق حفظ می‌شود و استحکام مکانیکی بالا که مقاوم در برابر ریزش و تخریب است و کارایی در ضخامت کم ضخامت ۲ تا ۴ میلی‌متر، بیش از ۷۰ درصد کارایی حرارتی را فراهم می‌کند و ضخامت بیشتر تأثیر اضافی چندانی ندارد همچنین مقاومت در برابر تابش مستقیم خورشید و حرارت بالا آیروژل حتی در مواجهه با شعله مستقیم یا تابش شدید خورشید عملکرد خود را حفظ می‌کند. با توجه به مصرف بالای انرژی و هزینه‌های سنگین صنایع و ساختمان‌ها، استفاده از فناوری آیروژل‌های نانویی، راهکار مقرون‌به‌صرفه و مؤثری برای کاهش هدررفت انرژی و بهینه‌سازی مصرف در کشور است.
مدیرعامل شرکت دانش‌بنیان با اشاره به نتایج چشمگیر پروژه اجرا شده در پتروشیمی اروند گفت: پس از نصب عایق‌های آیروژلی این شرکت، گزارش رسمی نشان داد سالانه ده میلیون متر مکعب گاز هیدروژن صرفه‌جویی شده است؛ رقمی که معادل حدود ۱۰۰ میلیارد تومان در سال ارزش اقتصادی دارد. این در حالی است که اجرای پروژه تنها ۶ میلیارد تومان هزینه داشت و تنها در یک سال، بیش از یک میلیارد تومان بازگشت سرمایه ایجاد کرد. با توجه به عمر مفید ۲۰ ساله عایق‌ها، این صرفه‌جویی چندین برابر خواهد بود.
برگزین با بیان اینکه طی پنج تا شش ماه اخیر محصولات ساختمانی این شرکت وارد بازار شده‌اند توضیح داد: در عسلویه، یک سازه فلزی چندطبقه با بالکن‌های «دستک» یک تا یک‌ونیم متری با مشکل پل حرارتی مواجه بود. عایق‌کاری با محصولات ما این مشکل را برطرف کرد؛ چرا که فلزات بیرونی گرما یا سرما را به داخل سازه منتقل می‌کردند. این پروژه صنعتی پس از معرفی توانمندی‌ها به کارفرما، به قرارداد انجامید و در ادامه چهار تا پنج پروژه مشابه نیز اجرا شد.
وی ادامه داد: تراکتورسازی تبریز برای سقف سوله‌های خود که با خوردگی شدید مواجه بود از عایق‌های این شرکت استفاده کرد. همچنین دو هتل بزرگ کشور با هدف کاهش هزینه‌های سرمایش و گرمایش و بهبود رفاه مسافران، اقدام به اجرای این عایق‌ها کردند. استفاده از محصولات آیروژلی لزومی به نوساز بودن ساختمان ندارد و در سازه‌های قدیمی نیز به راحتی قابل اجراست.
برگزین خاطرنشان کرد: در پتروشیمی زاگرس نیز نتایج کم‌نظیری به دست آمد. گزارش‌ها نشان داد که با اجرای عایق، مصرف گاز واحد مربوطه در کوره‌ها بلافاصله ۳۰ تا ۳۵ درصد کاهش یافته و دما و فشار فرآیندی در مدت‌زمان بسیار کوتاهی به شرایط بهینه رسیده است. افزون بر صرفه‌جویی انرژی، افزایش کمیت و کیفیت تولید در واحد EDC پتروشیمی اروند نیز به شکل محسوسی مشاهده شده و همین امر منجر به رشد چشمگیر سود سالانه این مجموعه شده است.
وی با مقایسه این عملکرد با بدن انسان گفت: همان‌طور که استفاده از یک کاپشن مناسب در سرما بازده فرد را حفظ می‌کند، عایق‌کاری مناسب نیز در فرآیند‌های صنعتی علاوه بر بهبود ایمنی و کنترل فرآیند، طول عمر تجهیزات را افزایش داده و نیاز به تعویض مکرر را از بین میبرد. در گذشته، باز کردن عایق‌های قدیمی در برخی واحد‌ها باعث آشکار شدن خوردگی شدید و حتی از بین رفتن کامل فلز زیر آن می‌شد؛ حال آنکه پس از استفاده از عایق‌های جدید، سطح فلز کاملاً سالم باقی می‌ماند. به گفته برگزین، هزینه‌های ناشی از خوردگی و تعویض تجهیزات، در نهایت از جیب دولت و مردم پرداخت می‌شود و استفاده از فناوری نوین می‌تواند بخش قابل‌توجهی از این هزینه‌ها را حذف کند.
منبع: خبرگزاری دانشجو
