토픽
인공광합성기술 동향
~ 「인류 사상 가장 익사이팅한 발명」
2050년대에는 인류의 주요한 에너지 공급원의 하나가 될 것으로 기대~
모든 생물에게 에너지를 어떻게 얻을지는 사활문제이다. 이와 같이 인류도 에너지 문제를 피할 수 없다. 인류는 현재, 화석연료의 고갈문제에 직면하고 있으며, 또한 지금 있는 화석연료도 지구환경변동 원인의 하나가 되어 있다고 한다.
그러므로 재생가능에너지로 전환이 진행되고 있다. 다양한 재생가능에너지가 검토되고 있지만 그 중에서도 압도적인 부분을 차지하는 에너지의 근원이 태양광 에너지이다. 태양광 에너지는 지구에 끊임없이 쏟아지고 있으며 지역에 따라 날씨가 개거나 흐리거나 기후 변화는 있다고 해도 상공에 존재하는 구름의 양은 항상 일정적이며(이 정확한 이유는 아직껏 해명되어 있지 않다), 따라서 지상에 쏟아지는 태양 에너지는 매초 420조kcal로 거의 일정적이다.
이 에너지를 대충 계산해도 수력 에너지의 8만배 이상, 풍력 에너지의 500배에 약간 안 되는 정도다. 전인류가 1년간에 소비하는 에너지는 지구에 조사되는 태양광 에너지의 불과 1시간분에 지나지 않는다. 즉, 거의 무진장하게 쏟아지는 방대한 태양광 에너지를 이용하지 않을 수 없다.
실제로 자연계의 식물은 광합성이라는 형태로 태양광 에너지를 유용한 영양분으로 전환해 활용하고 있는 좋은 예다.
지구표면에 거의 무진장하게 쏟아지는 태양광을 깨끗한 에너지원으로 이용하는 인공광합성은 식물이 행하고 있는 광합성을 그대로 흉내내는 것이 아니라 거기에 힌트를 얻어 새로운 에너지 시스템으로 확립하자고 하는 것이다.
즉, 광촉매 및 광전극 등을 이용해 인공적으로 광합성과 같이 물에서 수소(H2)를 얻어, 그것을 그대로 이용해도 좋으며, 또한 이것에 이산화탄소(CO2)를 반응시켜 유용한 화학물질·화학에너지 등으로 전환해도 좋다는 것이 인공광합성의 생각이다.
인공 광합성은 오늘 환경·에너지 문제의 해결을 향한 비장 카드로 주목되고 있어 그 실현을 향해 온 세상에서 활발한 연구개발이 행해지고 있다.
천연 광합성의 구조가 태양광 에너지를 활용해 생명활동에 필요한 물질을 합성하는데 비해 인공광합성은 인공적으로 구축한 물질·시스템을 이용해 태양광 에너지에서 인류의 활동에 필요한 에너지 산출을 목표로 하는 것이다.
인공광합성은 단계적인 반응의 편성이므로 인공광합성 연구도 광포집계, 물의 광분해에 의한 H2와 산소(O2)의 발생, CO2의 환원 및 메탄올 합성 등으로 분류된다. 또, 이를 담당하는 재료로 무기반도체계 광촉매와 복수의 전자를 수수 가능한 금속착물 등이 사용된다.
내용 목차
《산업용 센서 시리즈》
●산업용 센서의 동향 외계용②：광학식 센서 관련 시장(2) (3~29 페이지)
~다양한 타입의 광학식 3차원 측정기 수요가 급격히 확대
향후는 제조업의 전수 자동검사와 건설업계에서 도입도 진행∼
1. 머리말
1-1. 산업용 3차원 측정기의 특징
(1) 광학식 3차원 측정기의 주목 방식
【표 1. 3차원 측정기의 대표적인 측정 방식】
①광절단방식은 가는 슬릿광을 사용
②패턴 투영 카메라 방식은 수요가 확대
【그림 1. 패턴 투영 카메라 방식의 제품 사례】
③TOF 방식은 건축업계에서도 도입이 진행
【그림 2. 에리어스케너의 사례(직접 TOF방식：좌/중, 위상차방식：오른쪽)】
④플라잉 도트 방식과 광컴(OpticalComb) 방식도 신장
(2) 3차원 측정기의 외관·형상의 주목점
①거치형 3차원 측정기
【그림 3. 거치형 CMM의 외관(좌：문형계, 오른쪽：직교형계)】
②가반형 3차원 측정기
(a) 다관절 암형
【그림 4. 다관절 암형 3차원 측정기의 외관과 사용 예】
(b) 기타 타입
【표 2. 3차원 측정기의 주요 방식의 특성 비교】
2. 광학식 3차원 측정기의 시장동향
2-1. 글로벌 시장규모의 추이·예측
【도·표 1. 산업용 3차원 측정기의 총WW시장규모 추이·예측(금액：2016-2021예측)】
【도·표 2. 3차원 측정기 시장에 차지하는 광학식 제품 WW시장 비율(금액：2017년)】
【도·표 3. 광학식 3차원 측정기에 차지하는 액티브형 WW시장 비율(금액：2017년)】
2-2. 3차원 측정기의 일본국내 시장의 개황
【도·표 4. 액티브형 광학식 3차원 측정기의 일본국내 시장규모 추이·예측
(수량·금액：2016-2021년 예측)】
【도·표 5. 3차원 측정기의 일본국내 시장의 비 접촉제품 비율(금액：2017년)】
【도·표 6. 액티브형 광학식 3차원 계측기기 일본국내 시장의 내역(금액：2017년)】
【도·표 7. 액티브형 광학식 3차원 계측기기 일본국내 시장의 내역(수량：2017년)】
3. 주목기업·기관의 최신 동향
3-1. 광학식 3차원 계측기기 관련기업
(1) FARO Japan 주식회사
【그림 5. FARO의 다관절 암형 제품 「QuantamS」의 이용 예】
(2) Hexagon Manufacturing Intelligence 주식회사
【그림 6. Hexagon Manufacturing Intelligence 의 3차원 계측기기(제품 사례)】
(3) REVOX 주식회사
【그림 7. REVOX의 3 D자동검사장치(자사개발품)】
【그림 8.Automation Technology 제 3D센서(C5-CS시리즈)】
(4) 도쿄무역테크노시스템 주식회사
【그림 9. VECTORON의 하이엔드제품과 비접촉식 프로브(ApiScan)】
【그림 10. 도쿄무역테크노시스템의 자동계측 솔루션의 제품 사례】
(5) 주식회사 히카리컴
【그림 11. 광컴 레이저의 주파수 특성과 광컴 발생모듈】
【그림 12. 광컴의 3차원형상 측정시스템(제품 사례)】
3-2. 가터 주목기업·기관
(1) Renishaw 주식회사
【그림 13. Renishaw의 3차원 측정기기용 프로브(접촉식)의 사례】
(2) 일반사단법인 3차원스캔테크놀로지협회
【표 3. 3차원스캔테크놀로지협회의 활동 개요】
《차세대 시장 트렌드》
●인공광합성기술 동향 (30~61 페이지)
~ 「인류 사상 가장 익사이팅한 발명」
2050년대에는 인류의 주요한 에너지 공급원의 하나가 될 것으로 기대~
1. 인공광합성이란
2. 인공광합성의 연구개발 경위와 임펙트
【그림 1. 에너지 자원의 예측과 인공광합성】
3. 광합성의 Z-스킴 모델
【그림 2. 광합성의 메카니즘을 제시한 Z-스킴 모델의 모식도】
4. 인공광합성의 시장규모 예측
【도·표 1. 수소의 용도별 WW시장규모 예측(금액：2030-2050년 예측)】
【도·표 2. 인공광합성의 WW시장규모 예측(금액：2030-2050년 예측)】
5. 인공광합성의 월드와이드 동향
5-1. 미국
5-2. 유럽
5-3. 중국
5-4. 일본
6. 인공광합성과 관계되는 기업·연구기관의 대응 동향
6-1. 공립대학법인 오사카시립대학
6-2. 국립대학법인 오사카대학
6-3. 국립대학법인 오카야마대학
6-4. 국립대학법인 교토대학
6-5. 국립연구개발법인 산업기술종합연구소(産綜硏)
【그림 3. 가시광을 이용한 물의 완전분해 메카니즘의 모식도】
【그림 4. Z－스킴형의 2단광 여기 반응】
【그림 5. 태양광과 광전극에 의한 고부가가치 산화제 및 H2의 제조】
6-6. 공립대학법인 수도대학도쿄
【그림 6. 인공광합성에서 물의 2전자산화활성화 프로세스의 모식도】
【그림 7. 포르피린 유도체 분자 촉매를 이용해 물에서 과산화수소를 생성하는 광합성 프로세스의 모식도】
6-7. 국립대학법인 쓰쿠바대학
6-8. 국립대학법인 도쿄공업대학
6-9. 국립대학법인 도쿄대학/인공광합성화학프로세스기술연구조합(ARPChem)
【그림 8. 분말광 촉매시트를 제작하는 방법을 모식적으로 제시한 그림】
【그림 9. 수분리패널의 테스트 모듈】
6-10. 학교법인 도쿄이과대학
6-11. 주식회사 도시바
【그림 10. 도시바가 개발한 인공광합성기술의 원리를 제시한 모식도】
6-12. 주식회사 도요타중앙연구소
6-13. 주식회사 후지쓰연구소
6-14. 대학공동이용기관법인 자연과학연구기구 분자과학연구소
6-15. 학교법인 메이지대학
6-16. 국립연구개발법인 이화학연구소
7. 인공광합성의 장래 전망
《주목 시장 포커스》
●MCU(마이크로컴퓨터) 시장 (62~89 페이지)
~IoT의 급격 확대가 기폭제가 되어 고 퍼포먼스·저 코스트화 촉진,
시장확대에 박차를 가한다!~
1. MCU(마이크로컴퓨터)란
2. IoT의 힘을 받은 MCU
3. MCU의 수요 동향
4. MCU의 시장규모 추이와 예측
【도·표 1.MCU의 일본국내 및 WW시장규모 추이와 예측(금액：2016-2021년 예측)】
【도·표 2.MCU의 WW시장규모 추이와 예측(수량, 금액：2016-2021년 예측)】
【도·표 3.MCU의 bit별 WW시장규모 추이와 예측(금액：2016-2021년 예측)】
【도·표 4. MCU의 수요 분야별 WW시장규모 추이와 예측(금액：2016-2021년 예측)】
5. MCU의 시장 점유율
【도·표 5. MCU 전체의 WW시장에서 기업 점유율(금액：2017년)】
【도·표 6. 범용 MCU의 WW시장에서 기업 점유율(금액：2017년)】
【도·표 7. 자동차용 MCU의 WW시장에서 기업 점유율(금액：2017년)】
6. MCU와 관련되는 기업·연구기관의 대응 동향
6-1. Analog Devices 주식회사(ADI)
(1) 고정밀도 MCU(고성능 AFE 탑재)：「ADuCM350」
(2) 초저소비전력 MCU：「ADuCM3029」
【그림 1. 「ADuCM302x」외관】
(3) 초저소비전력 MCU：「ADuCM4050」
6-2. ST마이크로일렉트로닉스 주식회사(ST)
【그림 2. ST마이크로일렉트로닉스의 범용 MCU의 라인업】
【그림 3. 32bit MCU 「STM32」패밀리의 소프트웨어 라이브러리】
【그림 4. ST의 「Nucleo 간이평가 키트」】
6-3. 세이코엡슨 주식회사
6-4. 도쿄일렉트론디바이스 주식회사(TED)
【그림 5. Azure IoT PoC 키트 1】
6-5. 토시바디바이스＆스토리지 주식회사
【그림 6. 「TXZ 」시리즈의 특징】
【그림 7. IoT용 제품의 전형 사례】
6-6. Nexty Advanced Technology Company
(1) 「AURIX」
【그림 8. 기능안전서포트 Solution(PRO-SIL )의 외관】
(2) 「ePower」
【그림 9. 「ePower」기능블럭도
(3) 「iMOTION」
6-7. HappyTech
【그림 10.NXP Semiconductors의 「LPC8xx」템플릿 자료의 개요】
6-8. LAPIS Semiconductor 주식회사
【그림 11. LAPIS Semiconductor MCU 시리즈의 라인 업】
【그림 12. LAPIS Semiconductor 초저소비전력 기술】
【그림 13. LAPIS Semiconductor의 수정진동자 내장 기술】
6-9. Renesas Electronics 주식회사(Renesas)
6-10. Cypress Semiconductor Corporation(Cypress/미국)
6-11. Microchip Technology Inc.(Microchip/미국)
6-12. NXP Semiconductors N.V.(NXP/네델란드)
7. MCU의 전망
●자동차용 음성인식 시장의 동향(1) (90~99 페이지)
~가속하는 자동차용 HMI의 중심적인 서비스의 진전 상황~
1. 자동차의 실내가 바뀐다
1-1. 자동화가 진행되는 운전석 주변 기능
1-2. 자율운행의 가능성이 보인다
1-3. HMI(휴먼 머신 인터페이스)
2. 자동차 음성인식의 사례
2-1. 2014년쯤까지의 음성인식 동향
(1) 2000년쯤까지(특허청의 자료를 참고)
(2) 2000년 이후의 동향
【표 1. 음성언어처리기술의 산업분야】
(3) FordSync의 등장
(4) Nuance의 대두와 자동차용 음성인식의 실례
(5) Nuance의 실적
2-2. 회화형 음성인식기술(NLU)
●전기톱 시장 (100~110 페이지)
~프로용과 함께 업무용 및 가정용도 수요가 오름새로, 소형·경량
타입의 생산·판매량은 견조하게 신장하고 있어 향후도 기대~
1. 전기톱 시장의 현상
1-1. 전기톱의 종류와 특징
【표 1. 전기톱의 종류와 특징】
2. 전기톱의 시장규모
【도·표 1. 전기톱 일본국내 및 WW시장규모(수량：2013-2017연도)】
2-1. 전기톱 세계지역별 규모 구성
【도·표 2. 전기톱 세계지역별 규모(수량：2017년)】
2-2. 전기톱의 구동원별 규모 구성
【도·표 3. 전기톱의 구동원별 구성비율·전세계(수량：2017년】
【표 2. 일본국내 전기톱의 소유상황 추이(수량：2006-2015년)】
2-3. 주요 메이커 점유율(월드와이드)
【도·표 4. 전기톱의 주요 메이커 점유율(WW)(수량： 2017년】
3. 전기톱 시장과 관련되는 기업·단체의 대응 동향
3-1. sqvarna Zenoah 주식회사
3-2. KYOCERA Industrial Tools Corporation 주식회사
3-3. 일본체인소협회
4. 전기톱 시장의 장래 전망
【그림 1. 전기톱의 향후 제품 트렌드】
【그림 2. 전기톱의 장래수요 요인검토】
【그림 3. 전기톱의 판매유통 채널】
【도·표 5. 일본국내의 목질계 바이오마스원연료 공급량(단연도)의 추이 예측(금액：2017-2030년도)】
●TMS(배송 관리 시스템) 시장 (111~130 페이지)
~클라우드화와 IoT, AI의 도입으로 물류에 혁신을 일으킨다∼
1. TMS 시장의 동향
1-1. TMS 시장 개황
1-2. TMS 시장규모의 추이
【그림 1. TMS 시장규모 추이의 예측】
2. TMS 시장의 플레이어 동향
2-1. 플레이어의 종류
2-2. 주요기업의 동향
(1) NEC Solution Innovators 주식회사
【그림 2.WMS-TMS 제휴 옵션】
(2) 시오스 주식회사
【그림 3. 시오스의 배송관리 플랫폼】
(3) 스미토모전공시스템솔루션 주식회사
【그림 4. 스미토모전공시스템솔루션의 물류 솔루션】
(4) 주식회사 세이노정보서비스
【그림 5. 수배송 관리 ASPITS의 개요】
(5) 주식회사 NAVITIME JAPAN
【그림 6. 비즈니스네비타임 동태관리 솔루션의 화면】
(6) 주식회사 Hacobu
【그림 7. MOVO플랫폼】
(7) 주식회사 파스코
【그림 8. 배차지원시스템과 운행관리시스템의 제휴】
(8) 히타치물류소프트웨어 주식회사
【표 1. 히타치그룹의 물류 솔루션】
【그림 9. ONEsLOGI수배송관리시스템의 개요】
3. 시장 전망
【그림 10. 트럭의 적재효율 추이】
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