Aerogel ist die perfekte Hausisolierung. R-Wert von R-10,3 pro Zoll. Es hat eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit, eine geringe Dichte und eine hohe Porosität. Das meiste Aerogel wird aus Kieselsäure (Sand) – der Verbindung, die 59 % der Erdkruste ausmacht – und Luft hergestellt. Bei den meisten Isolierungen sind tote Lufträume der Hauptisolator. Aerogel-Produkte enthalten bis zu 99,8 % Luft.
Was ist Aerogel?
Aerogel ist ein festes Gel mit geringer Dichte. Die Flüssigkeit wird entfernt und durch Gas – normalerweise Luft – ersetzt. Aufgrund seines Aussehens wird Aerogel auch „blauer Rauch“, „fester Rauch“ und „gefrorener Rauch“ genannt.
Die meisten Aerogele bestehen aus Kieselsäure, die den festen Teil der Substanz bildet. Silizium ist ein schlechter Wärmeleiter. Die Luft kann sich nicht innerhalb der Substanz bewegen, wodurch sowohl Wärmeleitung als auch Konvektion verhindert werden. Aerogel ist nur geringfügig schwerer als Luft. Ein Kubikmeter wiegt 1,5 Kilogramm. (35 Kubikfuß wiegen 3,3 Pfund.)
Eine Blume, die auf einem Stück Silica-Aerogel ruht, das über einer Flamme eines Bunsenbrenners hängt. Aerogele haben hervorragende isolierende Eigenschaften und die Blume wird vor der Hitze der Flamme geschützt.
Aerogel-Fakten:
99,8 % Luft 39-mal isolierender als die beste Glasfaserisolierung 1.000-mal weniger dicht als Glas Wird im Mars-Pathfinder-Rover verwendet
Ein Zitat von Dr. Peter Tsou vom Jet Propulsion Laboratory der NASA: „Man könnte ein Haus mit zwei oder drei Schlafzimmern nehmen, es mit Aerogel isolieren und das Haus mit einer Kerze heizen.“ Aber irgendwann würde es im Haus zu heiß werden.“
Wie Aerogel geschah
Aerogel entstand 1931 als Ergebnis einer Wette zwischen Samuel Stephens Kistler und Charles Learned. Wer könnte die Flüssigkeit in einem Geleeglas durch ein Gas ersetzen, ohne das Volumen zu verringern? Kistler hat die Wette gewonnen.
Durch Gefriertrocknung wird die Flüssigkeit entfernt, ohne dass die feste Matrix des Gels zusammenbricht. Die ersten Aerogele wurden auf Silikatbasis hergestellt. Kistler verwendete auch Aluminiumoxid, Chromoxid und Zinnoxid. In den späten 1980er Jahren begannen Hersteller, Kohlenstoff zur Herstellung von Aerogelen zu verwenden. Weitere verwendete Grundmaterialien sind Eisenoxid, Kupfer, Gold und Kohlenstoff.
Aerogel-Anwendungen
Forschungs- und Entwicklungsabteilungen haben mehrere Einsatzmöglichkeiten für Aerogel gefunden, viele davon, bevor Dämmprodukte realisierbar wurden.
Baunutzung
Jüngste Fortschritte bei der Reduzierung der Sprödigkeit von Aerogelen machen Aerogel zu einem vielseitigeren Isolationsprodukt. Zu den Produkten und Verwendungsmöglichkeiten gehören:
Wanddämmung. Kann unabhängig verwendet oder auf Mineralwolle oder Faserplatten laminiert werden, um eine verbesserte Wärmebeständigkeit zu gewährleisten. Oberlichter. Eingebettet zwischen zwei Schichten Lexan für verbesserte Isolierung. Windows. Eingeklemmt zwischen zwei Glasscheiben bietet es einen besseren Isolationswert als dreifach verglaste Fenster. Außerdem sind die Geräte deutlich leichter. Enge Räume. Kann in kleine und schmale Hohlräume gepackt werden, z. B. in den Raum zwischen Fensterpfosten und Wandrahmen, ohne dass der R-Wert verloren geht. Rohrummantelung. Ersetzt Glasfaserfolie. Nimmt weniger Platz ein und bietet einen besseren Isolationswert. Wärmebrücken. Aerogel wird als schmale, dünne Streifen auf der Innenseite von Wandpfosten und Dachsparren installiert und erhöht den Gesamt-R-Wert des Wandsystems. Trockenbau. Der Trockenbauwand wird Aerogel zugesetzt, um den R-Wert der Außenwand zu erhöhen. Gips. Putz auf Aerogelbasis erhöht den Dämmwert. (Wird bei der Restaurierung historischer Gebäude verwendet, um die Isolierung zu erhöhen und gleichzeitig das Aussehen zu bewahren.) Ausrüstungsdecken. Verhindern Sie die Wärmeableitung und sorgen Sie für Schallschutz.
Andere Aerogel-Anwendungen
Aerogel wird in vielen Produkten verwendet – einige davon wirken etwas seltsam. Hier sind ein paar.
Tennisschläger. Farben. Kosmetika. Kleidung und Decken. Raumanzüge und Taucheranzüge. Absorption von verschütteten Chemikalien. Medikamentenabgabe. Enteisung von Flugzeugen. Thermonukleare Sprengköpfe. Viele andere.
Vorteile von Aerogel:
Zu den Vorteilen von Aerogel als Dämmprodukt gehören:
Beste Wärmedämmung. Schallabsorption. Trockenmittel. Feuerfest. Wasserdurchlässig. Hydrophob. Hohe wasserabweisende Eigenschaften. Reduziert Korrosion bei hoher Luftfeuchtigkeit und Meeresumgebungen. Gleichzeitig lässt Aerogel Dampf durch. Installation. Einfache Installation. Schneidet mit einem Allzweckmesser. Kann ohne Beschädigung entfernt und ausgetauscht werden. Haltbarkeit. Verklumpt nicht, hängt nicht durch und reißt nicht. Hat eine längere Lebensdauer. Spart Platz. Benötigt weniger Stellfläche als herkömmliche Isoliermaterialien.
Aerogel-Nachteile:
Aerogel mag zwar das perfekte Isoliermaterial sein, bringt aber auch einige Probleme mit sich. Es ist keine neue Erfindung, aber die Isolierindustrie hat sie nur langsam übernommen und herausgefunden, wie man sie effektiv nutzen kann. Das kommerzielle Interesse ließ um 1970 nach. Der Wiederaufstieg von Aerogel begann in den 1980er Jahren mit der Nutzung des Produkts durch die NASA und dem Auslaufen einiger Patente.
Kosten. Ungefähr 2,30 $ pro Quadratfuß für eine Dicke von 5 mm. Verfügbarkeit. Aerogel wird in kleinen Mengen hergestellt, was die Massenverteilung begrenzt. Es ist nicht im großen Baumarkt erhältlich. Sprödigkeit. Hält Spannungen nicht stand. Atemwege. Mögliche Probleme der oberen Atemwege. PSA. Verwenden Sie beim Umgang mit Aerogel persönliche Schutzausrüstung, einschließlich Atemschutzmaske und Handschuhe.
Aerogel-Herstellung
All diese Probleme werden von den Herstellern behoben und regelmäßig Verbesserungen angekündigt. Innovationen wie die Laminierung von Aerogel auf Dämmstoffe wie Mineralwolle, Gipskarton und Fliesen sind bereits verfügbar.
Die Europäische Union und Großbritannien vereinheitlichen die Aerogel-Richtlinien. Bevölkerungsdichte und überlastete Baugebiete führen zu einer stärkeren Abhängigkeit von besseren Isolier- und Schallschutzprodukten.
Zu den weltweit führenden Aerogel-Herstellern gehören:
Aspen Aerogels Aerogel Technologies Svenska Aerogel Holding AB Green Earth Aerogel Technologies Cabot Corporation
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