Lần đầu tiên một quy trình thân thiện môi trường và hiệu quả để tổng hợp aerogel có giá trị kỹ thuật cao từ tro bay (FA) được xây dựng hoàn chỉnh bằng cách phân tán các hạt FA vào hỗn hợp chất kết dính polyvinyl alcohol (PVA) và carboxymethyl cellulose (CMC) có khả năng phân hủy sinh học và phương pháp sấy thăng hoa. Ảnh hưởng của hàm lượng FA đến các tính chất vật lý, hình thái học, độ bền cơ học và độ dẫn nhiệt của FA aerogel cũng được nghiên cứu. Vật liệu FA aerogel siêu nhẹ được tổng hợp có khối lượng riêng thấp (0,072 - 0,093 g/cm3) với độ xốp lớn (94,94 - 95,78%). Hình thái học của FA aerogel thể hiện sự phân bố đồng đều của các hạt tro bay trong mạng lưới liên kết giữa PVA và CMC hình thành nên cấu trúc rỗng xốp với kích thước lỗ rỗng là 2-5 mm. Vì vậy, FA aerogel có tính chất cách nhiệt tốt với độ dẫn nhiệt rất thấp (0,040 - 0,047 W/m.K) ở nhiệt độ phòng và áp suất thường. Bên cạnh đó, độ dẫn nhiệt của tro bay aerogel tương đương với các vật liệu cách nhiệt thương mại như bông khoáng, bông thủy tinh, polystyrene và các loại silica aerogel khác từ chất thải. Thêm vào đó, mô-đun nén của tro bay aerogel từ 67,73 - 254,75 kPa, chứng tỏ đặc tính cơ học nổi trội của vật liệu dưới lực nén 1 kN theo phương thẳng đứng. Kết quả thí nghiệm cho thấy độ bền cơ học của tro bay aerogel cao hơn so với các aerogel từ chất thải khác như bã mĩa (88 kPa), sợi lá dứa (1,64 - 5,34 kPa), sợi polyethylene terephthalate tái chế (1,16 - 2,87 kPa), bã cà phê (5,41 - 15,62 kPa), silica - cellulose (86 - 169 kPa). Như vậy, FA aerogel là vật liệu cách nhiệt siêu nhẹ đầy tiềm năng.