미래로 달리는 소재 : 에어로젤
2025. 01. 22
과학 분야에서 특히 화학은 우리가 살고 있는 세상에서 가장 빠르게 발전하고 있는 분야입니다. 최근 몇 년 동안 화학은 혁신적인 소재와 고도화된 기술의 개발을 주도하며, 에너지, 의료 등 여러 분야에 걸쳐 변화를 불러왔습니다. 그중에서도 차세대 소재로 주목받고 있는 ‘에어로젤’은 이제 여러 산업에서 중요한 역할을 맡고 있습니다. 오늘은 차세대 미래 소재로 주목받고 있는 에어로젤을 소개하겠습니다.
에어로젤은 ‘세상에서 가장 가벼운 고체’로 불리며, 95% 이상이 공기로 구성된 독특한 구조로 되어 있습니다. ‘에어로(Aero)’는 공기, ‘젤(Gel)’은 고체화된 액체를 의미하며, 이 소재는 머리카락 굵기의 1만분의 1 수준인 이산화규소(SiO₂) 나노 구조로 이루어져 있습니다. 뛰어난 단열성, 방음 효과, 그리고 1,000℃ 이상의 고온에서도 안정성을 유지하는 특성 덕분에 에어로젤은 다양한 산업에서 주목받고 있습니다.
에어로젤은 극한 환경에서도 성능을 발휘하며, 우주선, 방한복, 우주복 등에 널리 사용되고 있습니다. 최근에는 전기차 배터리의 열폭주를 차단하는 중요한 소재로 부각되며, 화재 사고 예방에 중요한 역할을 하고 있습니다. 또한 액화수소 저장과 수송 과정에서 효율성을 높이는 단열재로 활용되고 있습니다. 에어로젤은 열을 거의 흡수하지 않고 열 손실을 최소화하는 특성 덕분에 산업 현장에서의 배관 및 설비 단열재로도 유용하게 사용됩니다.
이러한 특성 덕분에 에어로젤은 전기차, 우주 항공, 건축, 에너지 등 다양한 산업 분야에서 차세대 필수 소재로 자리 잡고 있으며, 연평균 30% 이상의 시장 성장률을 보입니다. 지속 가능한 발전과 탄소 중립 목표에 부합하는 친환경 소재로서, 글로벌 시장에서 에어로젤의 중요성은 날로 커지고 있습니다.
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에어로젤은 전기차 배터리의 열 차단 소재(Thermal Barrier)로 중요한 역할을 하고 있습니다. LG화학의 Nexula™ TB는 배터리 내부에서 발생할 수 있는 열폭주를 효과적으로 방지하며, 화재 위험을 최소화하는 성능을 제공합니다. 열폭주는 배터리 셀에서 발생한 고온 현상이 모듈과 팩으로 확산하여 전체 시스템에 심각한 영향을 미칠 수 있는 현상으로, 이를 예방하는 것이 전기차의 안전성을 확보하는 핵심 요소입니다.
Nexula™ TB는 배터리 셀, 모듈, 팩 간 다양한 위치에 설치되어 화재 발생 시 열의 전파를 차단하고 추가적인 사고를 방지합니다. 특히, 에어로젤은 1,000℃ 이상의 열을 견딜 수 있는 특성 덕분에 고온에서도 안정성을 유지하며, 배터리의 효율성과 수명을 높이는 데 기여합니다.
에어로젤은 산업 현장에서 배관과 설비의 단열재로 폭넓게 활용되며, 열 손실을 최소화하는 데 탁월한 성능을 발휘합니다. 이 소재는 95% 이상의 공기로 구성된 다공성 구조 덕분에 열전달을 효과적으로 차단하고, 뛰어난 단열성과 경량성을 동시에 제공합니다. 극한 온도에서도 안정성을 유지하며, 1,000℃ 이상의 고온에도 견딜 수 있어 열에 민감한 산업 환경에서 안전하게 사용할 수 있습니다.
산업용 단열재로 사용될 때, 에어로젤은 설비와 배관의 에너지 손실을 줄여 운영 효율성을 높이고 유지보수 비용을 절감하는 데 기여합니다. 특히, 열전도율이 낮아 기존 단열재 대비 더 얇은 두께로도 동일한 성능을 발휘할 수 있어 공간 활용도가 높습니다. 이는 복잡한 설비나 협소한 공간에서 더욱 유리한 선택지로 작용합니다.
에어로젤은 석유화학 플랜트, 발전소, 정유 시설 등 에너지 집약적인 산업에서 자주 사용되며, 친환경 에너지 분야에서도 그 활용도가 증가하고 있습니다. 또한, 뛰어난 방음 성능을 갖추고 있어 소음 차단이 중요한 산업 환경에서도 유용하게 쓰입니다.
LG화학은 충남 당진 석문산업단지에 국내 최초의 대규모 에어로젤 생산 공장을 구축 중입니다. 축구장 32개 크기(약 24만㎡)의 부지에 자리 잡은 이 공장은 총 3,100억 원이 투입된 대규모 프로젝트로, 2022년 착공 후 2025년 본격적인 가동을 목표로 하고 있습니다. 에어로젤은 배터리 열폭주 방지, 단열, 방음 등 다양한 용도로 활용될 수 있는 차세대 소재로, 특히 전기차 배터리의 화재를 방지하는 열 차단 소재로 각광받고 있습니다.
이 공장은 초임계 열분해 기술*을 도입하여 고품질의 에어로젤을 대량 생산할 예정이며, 연간 생산 능력은 20만㎡에 달합니다. LG화학은 에어로젤의 우수한 단열 효과를 통해 산업 현장의 에너지 효율성을 높이고, 액화수소 저장 및 수송 등 친환경 에너지 분야에서도 활용할 계획입니다.
LG화학의 에어로젤 공장은 친환경 소재 사업으로 전환하는 중요한 전환점으로 여겨지며, 에어로젤은 연평균 30% 이상의 시장 성장이 예상되는 유망 소재로, LG화학의 지속 가능한 성장과 고부가가치 제품의 포트폴리오 확대에 기여할 전망입니다.
* 초임계 열분해 기술 : 고온/고압의 초임계 수증기를 활용해 폐플라스틱을 분해하는 화학적 재활용 기술
지금까지 에어로젤의 특성과 다양한 활용에 대해 살펴보았습니다. 에어로젤은 경량성과 뛰어난 성능 덕분에 전기차 배터리, 우주 항공, 에너지 저장 시스템 등 여러 분야에서 중요한 역할을 하고 있으며, 미래 기술을 이끌어갈 핵심 소재로 자리 잡고 있습니다. 특히 충남 당진의 에어로젤 생산 공장은 이를 대규모로 실현하는 중요한 전환점이 될 것입니다. 이 공장은 에어로젤의 특성을 극대화하여 산업 현장의 에너지 효율성을 높이고, 친환경 목표 달성에 기여할 중요한 발판이 될 것입니다.
에어로젤은 단열, 방음, 열 차단 등 다양한 분야에서 뛰어난 성능을 발휘하며, 새로운 가능성을 열어가고 있습니다. LG화학은 이를 통해 차세대 소재 시장을 선도하고, 지속 가능한 발전을 위한 핵심 기술로 자리매김할 것입니다. 앞으로 에어로젤의 활용 범위는 더욱 확장될 것이며, 글로벌 시장에서의 경쟁력을 강화하는 중요한 역할을 할 것입니다. 미래를 이끌어갈 에어로젤과 LG화학의 지속적인 성장을 계속해서 지켜봐 주세요.
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