에어로젤: 혁신적인 단열재
에어로젤: 혁신적인 단열재
에어로젤은 1931년에 처음 공식 도입되었습니다. 나노입자가 응집하여 나노다공성 구조를 형성하는 3차원 다공성의 경량 고체 물질로, 나노 크기의 기공 내에 기체 분산 매체가 포함되어 있습니다. 현재까지 최고의 단열 성능을 가진 고체 물질로 평가받는 에어로젤은 일반적으로 다른 재료와 결합하여 실용적인 응용 분야를 위한 복합재를 형성합니다. 열전도도와 밀도가 가장 낮은 고체 물질로 알려진 에어로젤은 푸른빛을 띠는 안개처럼 가볍고 "푸른 연기"라고 불리기도 합니다. 에어로젤은 매우 긴 수명, 탁월한 단열성, 그리고 뛰어난 내화성을 제공하여 "세상을 바꿀 수 있는 기적의 소재"라는 칭호를 얻었습니다.
기존 에어로젤은 약 700m²/g의 비표면적과 95%~99.8%의 기공률을 보입니다. 균일하게 분포된 나노다공성 구조는 열전도와 대류를 거의 완벽하게 차단하여 기존 소재에 비해 훨씬 우수한 단열 성능을 제공합니다. 열전도도는 0.012~0.016 W/(m·K)로 공기의 절반에 불과합니다.
뛰어난 단열 특성 덕분에 에어로젤은 항공우주, 군사 및 방위 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 그 응용 분야는 석유화학, 산업 제조, 건설, 운송 및 소비재로 점차 확대되고 있습니다. 현재 주요 다운스트림(downstream) 응용 분야로는 산업용 파이프라인 단열재(예: 석유 및 가스 프로젝트), 산업용 단열재, 건축 단열재 등이 있습니다. 응용 분야가 확대됨에 따라 신에너지 자동차 및 옥외 소비재 시장 또한 부상하고 있습니다.
에어로젤은 현재 다양한 종류를 아우릅니다. 외형에 따라 단일체, 분말, 박막으로 분류됩니다. 제조 방법에 따라 에어로젤, 제로젤, 크리오젤이 있습니다. 매트릭스 조성에 따라 무기 에어로젤, 유기 에어로젤, 하이브리드 에어로젤, 복합 에어로젤로 분류됩니다.
연구에 따르면 건물 에너지 소비의 70% 이상이 건물 외피를 통한 열 전달에 기인합니다. 이러한 구조물에서 열 전달 에너지 손실을 줄이는 것은 전체 건물 에너지 소비를 줄이는 데 매우 중요합니다.
단열재는 화학 조성에 따라 무기 단열재와 유기 단열재로 나눌 수 있습니다. 무기 단열재(예: 암면, 유리솜, 발포 시멘트, 진공 단열 패널, 에어로젤)는 불연성입니다. 유기 단열재(예: EPS, XPS, 폴리우레탄)는 단열 성능이 우수하지만 가연성이 있어 연소 시 유독 가스를 방출하고 난연제가 필요합니다.
에어로젤 블랭킷: 경쟁력 있는 무기 단열 솔루션
새로운 무기 단열재인 에어로젤 블랭킷은 고가이기는 하지만 뛰어난 열 성능, 간편한 설치, 그리고 긴 수명을 제공합니다. 장기적인 에너지 절감 효과와 비용 절감 효과를 고려하면 에어로젤 블랭킷은 매우 경쟁력 있는 선택입니다.
현재 산화물 에어로젤은 산업적으로 가장 성숙되고 널리 사용되는 소재입니다. 에어로젤은 블랭킷, 보드, 직물, 종이, 입자, 분말, 코팅, 맞춤형 부품 등 다양한 형태로 제공됩니다. 이러한 제품 다양성 덕분에 유연하고 광범위한 후속 응용 분야가 가능합니다.
뛰어난 단열 특성 덕분에 에어로젤 산업은 전 세계적으로 성장 단계에 있으며, 여러 분야에 걸쳐 빠르게 성장하고 있습니다. 종합적인 예측에 따르면, 글로벌 에어로젤 시장은 약 10%의 연평균 성장률(CAGR)로 성장할 것으로 예상됩니다.
건설의 미래
에어로젤은 더 폭넓은 적용 가능성을 제공하고 에너지 효율적인 혁신을 주도함으로써 미래 건설 산업에서 점점 더 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.
