희토류 대체할 순철 기반 영구자석 개발 길 열려

울산대 물리학과 홍순철 교수연구팀, 세계 학술지에 연구결과 게재
풍부한 철(Fe) 자원화..전기차 등 고부가산업 혁명 기대

홍순철(왼쪽) 울산대학교 물리학과 교수와 엇후 도로지 인천대학교 물리학과 교수가 순철을 기반으로 한 영구자선 소재 개발 방향에 대해 설명하고 있다. /사진제공=울산대학교

[서울경제]

희토류 원소를 대신할 비희토류 영구자석 소재를 개발할 수 있는 길이 열렸다.

울산대학교는 이 대학 홍순철 물리학과 교수와 제자인 엇후 도르지 인천대학교 물리학과 교수가 지구상에 매장량이 풍부한 순철을 기반으로 한 영구자석 소재 개발 방향을 이론적으로 제시했다고 25일 밝혔다.

울산대학교에 따르면 기존 희토류는 열과 전기가 잘 통하기 때문에 휴대폰 등 전자통신기기, 자동차 같은 고부가가치 산업에 필수 재료다. 하지만 매장량이 적고, 세계 소비량의 90% 이상을 공급하는 중국이 수출량을 줄이면서 국제 자원 분쟁이 되고 있다.

홍순철 교수연구팀은 이 같은 문제 해결을 위해 매장량이 풍부한 비희토류인 순철에 니켈을 혼합한 재료로 희토류 네오디뮴(Nd) 영구자석 못지않은 고성능 영구자석 소재를 제시해냈다. 연구팀이 디자인한 영구자석 재료는 고온에서도 성능을 유지할 수 있어 앞으로 상용화될 전기자동차 모터와 풍력발전기 등 관련 분야 산업에 크게 적용될 것으로 기대되고 있다.

최철진 한국기계연구원 부설 재료연구소 박사는 “자석은 고온에서 성능이 떨어짐으로써 정상적인 작동이 될 수 없는데, 이번에 발견한 비희토류 기반 자석은 섭씨 447도에서도 견딜 수 있어서 우수한 성능, 손쉽게 구할 수 있는 재료를 모두 만족하는 획기적인 발견”이라고 평가했다.

연구 결과는 야금학 분야 세계 최고 학술지인 악타 머티어리얼리아(Acta Materialia) 4월 1일자 온라인 판에 게재됐다. 이 연구는 과학기술정보통신부가 초일류 소재강국 실현을 위해 추진한 ‘미래소재디스커버리 사업’ 과제로 진행됐다.

/울산=장지승 기자 jjs@sedaily.com