나노기술 및 정책 정보

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중국 동력 전지 산업의 신속한 발전에 따라 오는 2022년도에 중국은 45억 위안에 달하는 탄소 나노튜브(carbon nanotube) 전도제(Conductive agent) 시장을 형성하게 될 전망이며, 리튬 전지의 높은 니켈 양극, 실리콘 베이스 음극과 고체 상태 전지 등 신 기술 응용 규모가 확대됨에 따라 탄소 나노튜브의 응용은 폭발적인 성장을 실현하게 될 전망임. 리튬 전지 분야에서만도 해마다 100억 위안 레벨의 시장을 형성하게 될 것으로 전망되고 있음.

현재 중국 내에서 탄소 나노튜브를 생산하는 회사들의 기술 수준과 제품 구조는 유사하며, 중국 내에서의 탄소 나노튜브 생산 기술은 1세대 탄소 나노튜브 기술에서 6세대 탄소 나노튜브 기술로 발전하고 있음. 중국의 탄소 나노튜브 제품화 형태는 주로 필름, 연속 장(長) 섬유, 파우더 등 형태인데 그 중 100톤 레벨의 공업화 탄소 나노튜브 제품은 탄소 나노튜브 파우더 제품인 것으로 나타났음.

중국 내에서 현재 비교적 선진적인 탄소 나노튜브 100톤 레벨의 양산 기술은 4세대 탄소 나노튜브 기술인데, 4세대 탄소 나노튜브 기술은 저밀도의 쉽게 분산되는 탄소 나노튜브 기술로서 비표면적은 250-350m2/g 수준에, 퇴적 밀도는 0.01-0.02g/ml 수준에, 평균 튜브 지름은 8nm 수준에, 탄소 나노튜브의 층수는 평균 6-8층 수준에 달하는 것으로 나타났음.

탄소 나노튜브 생성물은 밀도가 매우 낮기 때문에 유화상(流化床) 생산 반응기(反應器)의 이용 비율이 매누 낮음. 따라서 단위 체적의 반응기 생산 능력과 생성물의 밀도는 정비례 함. 생산 과정에서는 매우 많은 폐수를 생성시키기 때문에 환경에 대한 압력이 크고, 공법 원리 요소 때문에 생산 과정의 제어 가능성은 파동(波動)적임. 또한, 안정성이 떨어지며, 원가가 극히 높고, 생산과정 효율성이 낮기 때문에 4세대 탄소 나노튜브 생산 원가는 비교적 높음.

중국이 독자적으로 개발한 6세대 탄소 나노튜브 기술은 전통적인 다벽(多壁) 탄소 나노튜브 생산 공법과 설비 호환이 가능한 박벽(薄壁) 탄소 나노튜브 기술을 사용하고 전통적인 유화상(流化床) 혹은 이동상(移動床) 설비와 결합하여 효율적이고 원가가 저렴하게 높은 전도성 탄소 나노튜브를 제조할 수 있는 것으로 나타남. 생성물 퇴적 밀도는 0.05-0.07g/ml 수준에 달하고, 쉽게 분산되고, 촉매제의 배율(倍率)은 9-40배 사이에서 조절이 가능함. 평균 튜브 지름은 6.0-7.5nm 사이에서 조절이 가능하고, 평균 탄소 나노튜브 층수는 4층 정도에 달하며, 다양한 용도에 따라 다양한 규격(規格)을 형성할 수 있는 것으로 나타났음.

중국 내에서의 탄소 나노튜브 제조 기술은 20년간의 지속적인 연구를 통해 개발된 상황이며, 현재 이미 100톤 레벨의 생산 규모를 형성함. 톤 당 가격은 십만 위안 수준에서 몇 십만 위안 수준에 도달하였고, 제조 원가는 4개 수량 등급이나 감소되었음. 탄소 나노튜브 제품은 중국 자체의 지적재산권을 보유한 신소재 제품으로 부상하여 탄소 나노뷰트 산업은 중국에서 이미 국제 경쟁력을 보유한 중요한 신소재 산업으로 부상함.

중국 내 탄소 나노튜브 산업의 지속적인 발전 과정과 함께 지난 20년간의 지속적인 탄소 나노튜브 기술 연구개발 성과 취득 및 산업화 분야에서의 축적을 통해 중국의 탄소 나노튜브 산업은 점차 성숙된 단계에 접어들고 있음. 다양한 응용 시장 개척을 통해 중국은 대 규모 탄소 나노튜브 제품 시장을 형성하고 있음. 중국은 점차 1,000억 위안에 달하는 탄소 나노튜브 산업 규모를 형성하여 중국 탄소 나노튜브 산업 발전의 대규모 발전을 실현하게 될 것으로 전망됨.