جامد فوق عایق ممکن است به زودی به خانه های تاریخی کمک کند تا به اهداف خالص صفر برسند

خانه‌هایی که عایق‌بندی ضعیفی دارند، گرمای زیادی از خود ساطع می‌کنند، زیرا ترموستات‌ها در زمستان بالا می‌روند.

پیشرفت در فرآیند تولید آئروژل ها، سبک ترین جامدات روی زمین، می تواند امیدوارکننده ترین راه حل را برای یکی از بزرگترین چالش های صنعت ساختمان ارائه دهد. محصولات تزریق شده با آئروژل - از پوشش ها برای جلوگیری از افزایش گرما از پشت بام ها تا گچ برای عایق کاری فضای داخلی ساختمان های میراثی - به خانه هایی که عایق کاری سختی دارند به صفر خالص کمک می کند. اینها ممکن است به زودی در دسترس باشند، زیرا استارت آپ ها در بریتانیا و فرانسه به سمت تولید تجاری آئروژل می روند.

بریتانیا حدود 8 میلیون خانه با دیوارهای محکم دارد که اکثریت آنها قبل از دهه 1920 ساخته شده اند. عایق کاری این خانه ها مشکل است. بسیاری از آنها با محدودیت‌های برنامه‌ریزی مواجه هستند که مانع از اضافه کردن روکش خارجی می‌شود، در حالی که روکش داخلی فضای کف را کاهش می‌دهد و می‌تواند باعث ایجاد مشکلات قالب و رطوبت شود.

بدون راه حل واضح، اکثر این خانه ها تا حد زیادی بدون عایق باقی می مانند و در طول زمستان مقادیر زیادی گاز برای گرما می سوزانند. بدون کار مقاوم‌سازی، نصب و راه‌اندازی راه‌حل‌های گرمایشی با کربن صفر که برای بریتانیا برای دستیابی به هدف خالص صفر مورد نیاز است، می‌تواند بسیار پرهزینه باشد.

اما آئروژل ها مواد مصنوعی و بسیار سبک وزن هستند که به طور استثنایی عایق هستند و همچنین در برابر آتش مقاوم هستند - یک مزیت بزرگ نسبت به روکش فلزی - و قابلیت تنفس.

ویم مالفایت از آزمایشگاه فدرال علوم و فناوری مواد سوئیس (EMPA) می‌گوید: «آئروژل‌ها اساسا جامدات متخلخل هستند – آنها جامداتی هستند که در داخل آن هوای زیادی وجود دارد». او می گوید که ساختار منحصر به فرد آنها به این معنی است که مولکول های هوا به طور موثر بین منافذ به دام می افتند و به طور چشمگیری انتقال حرارت را کاهش می دهند.

بر روی کاغذ، این آنها را به مواد عالی برای عایق ساختمان تبدیل می کند. اما تولید آئروژل ها به طور سنتی گران و آلاینده بوده و استفاده از آنها را تا حد زیادی به کارخانه های صنعتی، هوانوردی و فناوری فضایی محدود می کند.

اکنون، شرکت‌های نوپا در بریتانیا و فرانسه ادعا می‌کنند که فرآیندهای جدیدی را برای تولید آئروژل‌ها با هزینه کمتر و مقیاس بالاتر توسعه داده‌اند که می‌تواند استفاده گسترده‌تر از آن‌ها را در بهسازی و ساخت و ساز ساختمان‌ها باز کند.

آئروژل‌ها عموما با ایجاد یک ژل نانوذره - معمولا از سیلیس - تولید می‌شوند که سپس تحت یک فرآیند خشک کردن با دقت کنترل شده قرار می‌گیرد که به عنوان خشک کردن فوق بحرانی شناخته می‌شود تا ساختار منفذی خود را حفظ کند. این مرحله معمولا انرژی بر است و ممکن است چند روز طول بکشد.

Thermulon، یک استارت آپ بریتانیایی، می گوید که این فرآیند تولید را برای استفاده از مواد ارزان تر، مصرف انرژی کمتر و تجهیزات استاندارد طراحی مجدد کرده است. Sam Cryer از Thermulon می گوید: "ما راهی برای ساخت آئروژل ها با استفاده از ارزان ترین مواد و با استفاده از تجهیزات و روشی ایجاد کردیم که به شما امکان می دهد به مقیاس بزرگ بروید."

ترمولون با شرکت گچ‌ساز بریتانیایی Best of Lime برای توسعه یک گچ آهک تخصصی حاوی آئروژل‌ها کار می‌کند که می‌تواند به عنوان یک ماده عایق برای خانه‌های تاریخی با دیوارهای جامد استفاده شود. کرایر می‌گوید گچ آیروژل می‌تواند امیدوارکننده‌ترین مسیر برای رسیدن به صفر خالص برای این خانه‌ها باشد. او می گوید: «این یک بازار واقعا هیجان انگیز برای ما است.

این شرکت همچنین روی آئروژل‌ها برای روکش عایق و بسته‌های باتری EV کار می‌کند، اما Cryer می‌گوید گچ عایق احتمالا اولین محصولی خواهد بود که به بازار عرضه می‌شود. این کشور در حال نهایی کردن برنامه‌های خود برای شروع تولید آئروژل در مقیاس تجاری با یک سازنده قراردادی در ایرلند شمالی در سال آینده است که توانایی تولید 100 تن آئروژل در سال در سال 2027 را دارد.

در همین حال، استارت‌آپ فرانسوی Keey Airgel روشی را برای ساخت آئروژل از ضایعات سیلیس صنعت ساختمان و با استفاده از حلال‌های بازیافتی پیوسته توسعه داده است. فرانسیسکو رویز، بنیانگذار آن، می گوید که محصول به دست آمده دارای ردپای کربنی سه برابر کمتر از آئروژل های سنتی است، در حالی که در هزینه رقابت می کند.

این شرکت در حال کار با تولیدکنندگان رندرهای خارجی برای ایجاد یک مخلوط آئروژل تزریقی برای بهبود عملکرد عایق و پوشش "سقف خنک" مبتنی بر آئروژل است. این امر با انعکاس نور خورشید و جلوگیری از ورود گرما، خانه‌ها را در ماه‌های گرم‌تر خنک‌تر نگه می‌دارد.

Keey همچنین در حال کار بر روی فرمول ایروژل برای عایق دیواری است که در بریتانیا و ایرلند به فروش می رسد. رویز می‌گوید عایق کاری موثرتر دیوار حفره‌ای به سازندگان خانه اجازه می‌دهد تا بدون نیاز به تغییر ردپای خانه‌های جدید یا کوچک‌تر کردن اتاق‌ها با استانداردهای سخت‌تر ساختمان مطابقت داشته باشند، که این امر باعث افزایش هزینه و کاهش مطلوبیت آنها می‌شود.

این شرکت در سال 2025 18 میلیون یورو سرمایه خطرپذیر - از جمله حمایت دولت فرانسه - برای ساخت اولین کارخانه تولید تجاری خود جمع آوری کرد. این کارخانه در نزدیکی Mulhouse در شرق فرانسه، تولید خود را از سال آینده با قابلیت تولید 1000 تا 2000 تن آئروژل در سال آغاز خواهد کرد.

محصولات عایق ایروژل برای ساختمان‌ها در مقایسه با گزینه‌های عایق سنتی، حتی با پیشرفت‌هایی برای کاهش هزینه‌های تولید، گران هستند. اما برای برخی از ساختمان ها ممکن است بهترین گزینه برای فعال کردن سیستم های گرمایش کم کربن و محافظت در برابر آب و هوای شدید باشد.

Malfait در EMPA می‌گوید که این فناوری امیدوارکننده است، اما استارت‌آپ‌های آئروژل باید بر نحوه جذابیت برای صاحبان خانه تمرکز کنند. او می‌گوید: «این واقعا ممکن است در بسیاری از موارد بهترین راه‌حل باشد، اما شما باید مشتری را از این شوک قیمت اولیه عبور دهید.