에어로겔:"단열"산업 사슬 분석

에어로겔은 현재 알려진 열전도율이 가장 낮고 밀도가 가장 낮은 고체 재료이다.수명이 길고 단열성이 뛰어나며 내화성이 뛰어나다.그것은'세상을 바꾸는 신기한 재료'라고 불린다.그것은 옅은 안개처럼 가볍고 색깔이 파란색이기 때문에"푸른 연기"라고도 불린다.

초강력 단열 등 성능 때문에 초기에는 주로 항공 우주, 군사 및 국방 분야에 응용되었고, 후에 점차 석유화학, 공업, 건축, 교통, 일용 등 분야로 확장되었다;전극 캐리어 재료, 촉매 재료, 센싱 재료, 나노 살균 재료, 약물 방출 등 많은 신흥 분야에서 광범위한 연구를 받았다.

현재 가스겔의 하류는 주로 석유천연가스 프로젝트, 산업 단열, 건축 시공 단열 등 산업 파이프라인의 단열 분야에 집중되어 있다.이와 동시에 신에너지자동차 전지단열분야에 기술변혁을 가져다줄것이다.

"중국화학공업신소재산업발전보고" 의 수치에 따르면 2021년 전 세계 가스겔시장규모는 약 8억 7000만딸라로서 2030년에 37억 4300만딸라에 달할것으로 예측되며 향후 10년간 복합년성장률은 약 17.6% 에 달한다.

신에너지자동차 방면에서 에어로겔은 저온 환경에서의 인산철 리튬이온 전지의 보온 문제와 고온 환경에서의 삼원 전지의 열 통제 불능 확산 문제를 효과적으로 해결할 수 있어 리튬이온 전지의 단열 선호 재료이다.

ID TechEx에 따르면 향후 건설 및 배터리 팩 시장에서 에어로겔의 매출 점유율은 빠르게 증가할 것입니다.

에어로졸 업계 개요

Aerogel은 1931 년에 태어났지만 1990 년대에 이르러서야 외국이 산업화하기 시작했습니다.

그러나 건조 과정의 비용이 높기 때문에 초기 에어로겔은 항공 우주, 군사 및 석유화학 분야에서만 사용할 수 있습니다.

국내 가스 겔은 비교적 늦게 시작되었고, 초기 시장은 해외 가스 겔 제품이 차지했으며, 가격이 높고 마케팅 강도가 낮았다.

2012년, 국내 최초의 1000L 초임계 이산화탄소 가스 겔 건조 설비가 생산에 들어갔는데, 이는 유현 겔의 대규모 생산을 상징한다.몇 차례의 기술 교체를 거쳐 생산 원가가 점차 낮아졌다.

국내 정책의 증가, 국내 에어로겔 기업의 증가, 기술의 진보와 원가의 지속적인 하락에 따라 에어로겔은 빠른 발전의 통로에 들어섰다.

에어로겔은 나노 다공성 네트워크 구조를 가진 고체 재료로 공극에 가스가 가득 차 있다.이 구조는 대류 효과, 무한 베젤 효과, 무한 긴 경로 효과를 일으키지 않습니다.

단열의 원리는 균일하고 치밀한 나노구멍과 다단분형구멍의 미시구조로 대류를 효과적으로 방지하고 열복사와 열전달을 감소시킬수 있다.

기존 단열재에 비해 단열 성능이 기존 소재보다 2~8배 뛰어나 같은 단열 효과에도 에어로겔 사용량이 적다.

에어로겔의 교체주기는 약 20년이지만 전통적인 절연재료의 교체주기는 5년 정도이므로 전반 생명주기의 사용원가는 더욱 낮다.

하지만 단점도 두드러진다.현재 에어로겔이 단열재에 응용되는 것을 제약하는 중요한 요소는 원료 원가와 사용 수명 사이의 균형이다.

아스펜 가스 겔에 따르면 재료 비용은 전체 비용의 약 48%, 제조 비용은 약 44% 를 차지합니다.

구체적으로 보면 에어로겔의 생산원가는 주로 원료규소원, 설비감가상각과 에너지소모 등 면에 집중되여있다.그중 설비감가상각과 에너지소모원가는 산업사슬총원가의 약 60% 를 차지한다.원가를 효과적으로 낮추는 것은 한편으로는 제조 공정의 돌파에 달려 있고, 다른 한편으로는 저성본 원자재의 대규모 공업화에 달려 있다.

따라서 에어로겔의 원가 절감은 주로 건조 원가와 원료 원가에서 시작된다.

에어로졸 산업 사슬

에어로겔 산업 사슬에는 상류 에어로겔 전체 (무기 실리콘 소스와 유기 실리콘 소스), 중류 에어로겔 재료 제품과 에어로겔 생산 설비 및 하류 응용이 포함된다.

상류원 규산 테트라에틸과 관능 규산은 규소원이다.기체는 유리섬유펠트 또는 도자기섬유펠트이다.에어로겔 중하류: 에어로겔 기질 가공, 용접-젤 기술을 이용하여 실리콘 원본을 기질에 부하한 후 CO2 초임계 공정을 이용하여 실리콘 구멍의 불순물을 제거하여 양호한 미공 구조를 한층 더 형성한 후 후처리를 진행하여 하류 고객에게 판매한다.

업스트림: 실리콘 소스 (전구체)

화합물의 구조와 성분에 따라 규소원은 유기규소원과 무기규소원으로 나눌 수 있다.

유기규소원에는 원규산메틸 (TMOS) 과 원규산에틸 (TEOS) 과 같은 관능규산이 포함된다.무기규소원에는 4염화규소, 규산나트륨 등이 포함된다.

현재 유기실리콘의 출처는 주류 노선이며, 주요 관련 제조업체에는 아침빛신소재, 홍백신소재, 신안주식유한공사, 유한공사, 진훙가스 등이 포함된다.

그중 전반 산업사슬에서 뚜렷한 원가우세를 갖고있는 회사에는 아침빛신소재와 홍백신소재가 포함된다.

모닝라이트 신소재는 기능 실리콘 업계의 선두 기업으로, 원 규산 4에틸에스테르의 생산 능력을 가지고 있으며, 현저한 원가 우세를 가지고 있다;원료를 에어로졸 코스로 절단하여 전 산업 사슬의 우세를 가지고 있다;범아미반은 국내 ePTFE의 선두주자로서 이미 대은서성의 지분 60% 를 인수하여 가스겔분야에 접근하였다.

중류: 에어로졸 제품

에어로졸 재료의 이용은 일반적으로 에어로졸 단열판, 펠트, 펠트 및 기타 복합재료의 형태로 나타난다.에어로겔 재료 자체는 저강도와 높은 바삭함을 가지고 있으며 직접 사용이 제한되어 있습니다.따라서 강성 및 유연 절연 재료를 제조하기 위해 일반적으로 유기 폴리머 및 섬유 강화 재료와 복합됩니다.

흔히 쓰이는 복합재료는 유리섬유, 예산화사, 세라믹섬유 등이다. 구체적인 사용과정에서 에어로졸 복합재료의 외표면에 박막재, 유리천 등을 코팅해 에어로졸 복합물질의 탈락과 단열을 방지하고 완정성을 더욱 확보해 단열효과를 극대화할 수도 있다.

에어로겔제품의 주요생산업체로는 나노과학기술, 중과윤자, 조광신소재, 홍백신소재, 앨리슨, 애피, 동관사상, 금납과학기술, 강한신소재 등이 포함된다.

중류: 에어로졸 장치

에어로겔의 제조 과정에서 건조 절차가 가장 관건적인 과정이다.

에어로겔은 무기규소원 또는 유기규소원 전구체제로 준비되며, 제어용제, 온도, 촉매 등을 통해 습기젤을 제조하고 습기젤을 노화, 변성 및 건조하여 에어로겔을 얻는다.

현재 공업화 응용의 주요 기술은 초임계 건조 기술과 상압 건조 기술이 있다.아직 대규모로 생산되지 않은 다른 기술에는 진공 냉동 건조와 아임계 건조가 포함된다.

초임계 건조 기술은 가장 먼저 에어로겔 대량 제조를 실현한 기술이며, 상대적으로 성숙하여 국내외 에어로겔 기업이 광범위하게 응용하는 기술이기도 하다.초임계 건조는 건조 과정에서 젤 골격 구조의 완전성을 유지할 수 있다.

다운스트림: 애플리케이션 측

정책의 지지하에 에어로겔제품의 거대한 시장공간에 근거하여 많은 회사들이 에어로겔업종에 진입하여 업종의 생산능력의 가속화와 확장을 촉진하였다.

중국석유화학, 중국석유 등 기업이 먼저 석유가스관 보온 분야에 진입했다.

동력전지분야에서 CATL, 중항리튬전기, 국헌고과 등 세계 10대 동력전지제조업체는 모두 가스겔제품을 구매한다.

기술의 진보와 업계 규모의 진일보한 확대에 따라 에어로겔은 전통적인 단열재, 특히 공업과 설비 분야를 점차 대체할 수 있을 것이다.업계 전체가 도입기에서 성장기로 이행될 것이며, 전체 산업 사슬은 발전 기회를 맞이할 것으로 보인다.