현대 경제에서 도자기의 놀라운 역할
내일의 혁신가
세라믹은 에너지 저장 및 전송과 같은 현대 세계에서 여전히 중요한 역할을 하는 고대 기술입니다. 그러나 이 기술은 또한 오늘날의 중요한 문제를 해결하는 데 도움이 되는 훨씬 더 광범위한 용도를 제공합니다.
도자기에 대해 생각할 때 아마도 도자기를 상상할 것입니다. 우리는 도자기를 고대 역사까지 거슬러 올라가는 기술인 점토 및 기타 재료를 소성하는 것과 연관시키는 경향이 있습니다. 그러나 도자기는 현대의 데이터 중심 경제에서 놀랍도록 관련성이 있습니다.
케이스, 안테나, 유리 코팅 및 기타 구성 요소를 포함하여 스마트폰의 중요한 부품은 세라믹 재료로 만들어질 수 있습니다. 전자 제품 제작 외에도 세라믹은 전력망, 자동차, 배터리 등에 널리 사용됩니다. 세라믹은 오늘날의 많은 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있는 잠재력과 광범위한 응용 분야를 통해 계속해서 혁신하는 기술입니다.
실행 중인 혁신
세라믹의 역할을 혁신해 온 기업 중 하나가 NGK(엔지케이 인슐레이터)입니다. 1919년 식기 제조업체 Noritake의 Insulator Division에서 분사하여 설립된 NGK는 일본 전역의 전력망 확장을 가속화하기 위해 고전압 세라믹 절연체를 제조하여 사회의 요구에 부응하는 데 전념했습니다. NGK는 전기 인프라의 필수 구성 요소를 생산하는 데 성공하면서 사회 인프라를 지원하는 다른 많은 제품을 계속 출시했습니다.
1960년대부터 NGK는 미국 및 전 세계 20여 개국에 사업체를 설립하여 모바일 장치 및 정보 기술 분야로 확장했습니다. 그러나 이러한 분야에서도 세라믹을 핵심 기술로 사용하여 혁신했습니다. 일례로 NGK는 1970년대 자동차 배기가스, 1990년대 후반부터 반도체 생산설비에 함유된 유해물질을 정화하는 세라믹 제품을 제조·판매하기 시작했다.
이러한 성공을 바탕으로 성장하는 IT 산업의 요구를 충족시키기 위해 NGK는 2002년 미국 반도체 장비 제조업체 FM Industries(FMI)를 인수했습니다. FMI는 현재 미국 서부에 8개의 제조 시설을 보유하고 있으며 NGK 그룹의 일부로서 반도체 제조 장비에 필수적인 핵심 부품을 공급합니다.
“FMI의 사명은 고객의 복잡한 문제에 대한 제조 솔루션을 제공하는 것입니다.”라고 FM Industries의 사장인 David Miller는 말합니다. “반도체 장비 산업의 핵심 부품을 공급하는 1위 공급업체로서 디지털 트랜스포메이션 기술을 통한 생산성 향상을 통해 증가하는 반도체 제조 장비 수요를 충족하고 디지털 사회 구현에 기여하겠습니다.”
전력을 두 배로 늘리기
데이터 중심의 디지털 사회를 만드는 데는 반도체와 모바일 장치뿐만 아니라 이를 구동하는 배터리가 포함되며 여기에서도 세라믹이 중요한 역할을 할 수 있습니다.
예를 들어 NGK의 EnerCera* 배터리는 초박형 고전력 리튬 이온 셀로 사물 인터넷 및 스마트 카드 응용 프로그램을 위한 동전 및 파우치 형식으로 제공됩니다. 예를 들어, 크기가 작기 때문에 노인이 침대에서 일어나면 간병인에게 알리는 센서와 같은 다양한 혁신적인 웨어러블 장치에 사용할 수 있고, 원통형 와인병에 부착할 수 있을 만큼 유연하여 회사에 도움이 됩니다. 배송 중 열과 습도를 모니터링하십시오.
NGK의 EnerCera 배터리
충전식 배터리는 또한 에너지 그리드와 같은 인프라를 보다 안정적으로 만들고 보다 지속 가능한 소스를 사용하는 데 도움이 됩니다. 재생 가능 에너지는 탄소 배출량을 줄이는 데 도움이 될 수 있지만 태양열과 풍력이 항상 사용 가능한 것은 아닙니다. 발전 시설인 NGK의 나트륨-황(NAS*)에 설치된 배터리는 바람과 태양열에서 생산된 메가와트 수준의 재생 에너지를 저장하여 해당 소스를 사용할 수 없을 때 사용할 수 있습니다. 정전 중에 NAS 배터리의 전기는 수천 개의 가정과 기업에 전력을 공급할 수 있습니다. 지금까지 전 세계에 250개 이상의 NAS 프로젝트가 설치되었으며 총 용량은 700MW/4.9GWh입니다.
NGK Insulators 사장 Shigeru Kobayashi는 “NGK는 처음부터 각 제품에 대한 공정 조건의 최적 조합을 식별하는 데 도움이 되도록 최신 과학 및 기술에 비추어 기존 세라믹 제조 관행을 재검토했습니다. . "그리고 거의 100년 후에 이러한 최적화 추구는 NGK가 경쟁력을 끌어내는 풍부한 기술과 전문 지식을 축적했습니다."
FMI는 B2P(build-to-print), 정밀 가공 부품, 양극 산화 및 엔지니어링 열 분무 코팅을 전문으로 합니다.
도자기의 새로운 세기
2019년, NGK는 창립 100주년을 맞았습니다. 이제 탄소 중립이라는 목표를 추구하면서 사회가 폭발적인 디지털 진화에 적응하도록 돕기 위해 세라믹 기술을 핵심으로 하는 대규모 전문 지식을 활용하고 있습니다.
NGK는 향후 10년 동안 연구 개발에 3,000억 엔(21억 달러)을 투자할 계획이며, 이 중 80%는 디지털 사회 및 탄소 중립과 관련된 활동에 할당될 것입니다. 또한 2050년까지 이러한 비즈니스에서 매출의 80%를 창출하는 것을 목표로 하고 있습니다. 이를 위해 NGK는 최근 Corporate NV Creation이라는 새로운 부서를 설립했습니다. 고급 연구와 사회적 요구를 충족하는 실용적인 상용 제품 사이의 격차를 해소하도록 설계되었습니다.
NGK의 수석 부사장이자 Corporate NV Creation의 그룹 임원인 Ryohei Iwasaki에 따르면 이렇게 빠르게 변화하는 요구 사항에 발맞추기 위해 NGK는 이제 과거와 비교할 수 없는 규모와 속도로 외부 기술과 지식을 도입해야 합니다.
왼쪽 위: 서브나노세라믹 멤브레인, 오른쪽 위: 웨이퍼, 왼쪽 아래: EnerCera 배터리, 오른쪽 아래: 아연 재충전 배터리.
이와사키는 "저나노세라믹 멤브레인, 웨이퍼 제품, 초박형에서 대용량에 이르는 축전지 라인업과 같은 제품을 보유하고 있으며 수년 동안 기술을 심화시켜 왔다"고 말했다. “세라믹 전문기업으로서 세라믹 기술을 핵심으로 한 획기적인 신제품을 만들어 더욱 성장해 나가겠습니다.”
Kobayashi는 “우리 고유의 세라믹 기술은 지속 가능한 사회를 실현하는 데 중요한 역할을 합니다. NGK는 변화하는 시대적 요구에 주목하여 새로운 세라믹 기술의 잠재력을 지속적으로 테스트하여 사업 수익성을 확대하는 동시에 사회에 대한 공헌과 환경 보존을 실현하는 것을 목표로 할 것입니다.”