隔熱技術的進化打造持續可能的未來

JStories － 世界是緊密相連的，而作為其重要一部分的能源，則是驅動全球經濟的動力。從天然氣、煤炭、石油等化石燃料的交易，到一般家庭的電力供應，再到無二氧化碳排放的綠色氫氣、以及以植物等生物質資源或廢料為原料的可持續航空燃料（Sustainable Aviation Fuel，SAF），再到將二氧化碳視為資源並重新利用的碳回收技術，能源的高效運輸已成為經濟發展不可或缺的基礎。

實際上，能源在其生產與轉換過程中，若未能有效利用或遭受損失，將對全球溫室氣體的排放量產生巨大影響。例如，在使用煤炭或天然氣的火力發電廠中，化石燃料轉換為電力的過程中，有56%到67%的能源被浪費。此外，在汽油車中，80%的能源在達到車輪之前就已經損失。

在能源的生成和轉換過程中，存在許多浪費和損失的因素，其中「隔熱」功能無法充分發揮是其中一個主要原因。隔熱在全球許多系統中扮演著重要角色。例如，它有助於保持住宅的溫暖，節省工廠的能源，並且對於運輸液體或氣體（如化石氣體和氨氣）所需的管道和船舶也是不可或缺的。當隔熱不足或存在缺陷時，能源會流失或洩漏，這將導致企業和消費者遭受經濟損失。

改善隔熱功能並減少能源的無謂損失，可能會為實現可持續社會帶來巨大的利益。而其中一個致力於這一變革的公司是2021年由小沼和夫先生、拉達·吳（Rudder Wu）先生等四人創立的日本初創公司Thermalytica（サーマリティカ）。Thermalytica的目標是利用其獨特技術「TIISA®」來創新隔熱技術。這項最先進的技術旨在解決能源產業、航空業、製造業和太空開發領域的挑戰。

根據曾在物質・材料研究機構（NIMS）擔任研究員長達16年的現Thermalytica首席技術官（CTO）拉達·吳（Rudder Wu）先生所說，該公司的隔熱材料可以根據客戶需求，提供粉末、塗料、薄片等多種形式。

傳統上，隔熱材料使用了氣凝膠（一種具有無數微小孔隙、極為輕量的固體），其性能在過去數十年中已經大幅提升。然而，近年來，這一情況正逐漸發生變化。

「氣凝膠的開發已經達到技術極限，進一步提升材料本身的特性變得非常困難。」吳先生表示。

Thermalytica採用了創新的設計方法。通過封閉多孔結構材料中某些微小孔隙，顯著抑制了由氣體流動引起的熱量傳遞。在傳統的隔熱材料中，氣體會通過孔隙之間流動並傳遞熱量，但TIISA®通過封閉孔隙來阻斷這種流動，從而大幅提高隔熱效果，與傳統的氣凝膠隔熱材料相比，能夠將能源損失最大減少30%。

「我發現，從事這種方法的人並不多，並且也意識到這項技術能顯著改善隔熱性能。」吳先生說道。

Thermalytica是基於吳先生和他的同事在物質・材料研究機構進行的研究創立的初創公司，是將研究室成果轉化為實際產品的一個例子。該公司獲得了新能源・產業技術綜合開發機構（NEDO）等多個日本公共機構的支持，並與宇宙航空研究開發機構（JAXA）持續進行合作研究。此外，Thermalytica自成立以來僅四年，就已經取得了顯示其產品實用化可能性的成果。

「從一開始，我們就知道我們的新材料擁有巨大的潛力。來自參與測試的人們給予了我們非常多的正面反應，這讓我們對未來充滿了強大的信心。」吳先生表示。

例如，TIISA®有可能解決氫氣運輸中的挑戰。綠色氫氣作為替代天然氣等化石燃料的有望選擇，正受到工業和化學領域的關注，但液態氫氣必須在極低溫和高壓狀態下運輸，這使得成本成為一大挑戰。因此，TIISA®能減少管道、容器和儲罐的熱傳導，預計可以促使綠色氫氣在鋼鐵和塑料製造等重工業中的經濟化應用，並實現以氫氣為動力源的未來。

該公司最大的挑戰是如何將在測試階段已經證實的產品商業化並擴大規模。為此，需要增加投資、擴充人力並擴大設施。

「目前，我們最重要的問題是如何增加新材料的生產，並能夠大規模製造這些產品。」吳先生說道。

第一步是利用去年開始運作的試點設施（進行新技術和產品實驗性生產的設施），生產TIISA®的粉末、薄片和塗料。通過展示許多實用範例和優勢，吸引投資，並在不久的將來將生產擴展至真正的商業化生產。

「現在，我們正在全力以赴擴展這個試點設施，以滿足當前需求。」吳先生表示。「我們希望擁有一個專門的工廠來實現大規模生產，但這需要充足的預算和投資者的資金支持。」

Thermalytica並未直接參與可再生能源的生產或應對全球暖化的影響，但他們將自己定位為清潔技術（Clean Tech）初創公司。這是因為該公司的產品能通過卓越的隔熱技術，減少溫室氣體（如CO2）的排放量，並且能減少化石燃料的消耗；同時，這些技術也能作為現有技術或設備的補充，從而高效地減少能源消耗，降低環境負擔。

「提高能源效率也是大幅減少溫室氣體排放的一種方法。」吳先生說道。

通過隔熱提高能源使用效率，不僅能減少能源消耗和節省成本，還能在應對氣候變化方面發揮重要作用。隨著歐洲、北美等主要市場加強對氣候變化應對和ESG（環境、社會、治理）規範的監管，對這些問題的關注度不斷上升，這為Thermalytica創造了有利的局面。而且，全球各地的工廠經營者也在尋找實現事業綠色轉型的創新選項。

「我們已經與美國、法國、東南亞、英國的不同客戶進行會面，並實際進行了樣品測試。」吳先生表示。

未來，如果能夠進一步籌集資金，並從試驗性生產過渡到大規模生產，Thermalytica相信，他們能夠提高工廠、發電廠、輸電管道以及住宅的能源效率，從而在更廣泛的範圍內貢獻於節能和減少環境負擔。

翻譯：藤川華子 | JStories

編輯：北松克朗 | JStories

頂部圖片：Envato 提供

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