국내 연구진, 희토류 영구자석 저감을 위한 돌파구 마련

[산업일보]
최근 전 세계적으로 희토류 원소의 가격이 급격히 상승하면서 희토류를 주원료 생산되는 영구자석 선형전동기의 가격 경쟁력이 더욱 악화되는 상황에 직면했다. 이에 국내 연구진이 기존 영구자석 선형전동기(리니어 모터)를 대체할 새로운 형태의 선형전동기인 ‘자속역전 선형전동기(Flux Reversal Linear Motor)’를 국내 최초로 개발하는 데 성공해 화제다.

한국전기연구원은 전기전문연구기관으로 1976년 정부출연기관으로 설립된 이래 30여년 동안 전력산업, 전기공업, 전기이용 및 전기재료 기술 분야에서 괄목할만한 성과를 거두며 미래 성장 동력을 확보하기 위한 노력을 기울이고 있으며, 세계적으로 인정받는 실력을 겸비한 연구진들로 구성돼 있는 국제공인기관이다.

이번 개발은 한국전기연구원 전동력연구센터의 정시욱 선임 연구원을 주축으로 우병철 책임 연구원, 김지원 선임 연구원, 이지영 선임 연구원, 홍도관 선임연구원, 주대석 연구원의 노력으로 탄생했다.


이에 전문가들 사이에서는 이번 연구성과가 희토류 영구자석 저감을 위한 하나의 돌파구를 제시하며, 위치제어 전동기를 기반으로 하고 있는 디스플레이, IT, 반도체 등의 산업분야 성장에 가속화를 가져다 줄 것이라는 의견이 지배적이다.

정시욱 박사는 “이번 연구로 인해 이전에는 가격 문제로 시도하지 않았던 장거리 이송시스템으로 적용 분야를 확대, 새로운 시장을 창출할 수 있을 것”이라 전망하며 자신감을 내비쳤다.

정 박사는 “원리적으로 어떠한 형태든 회전형 전동기가 가능하면, 선형전동기로도 구현 가능하다. 그러나 이를 현실적으로 시도한 사례는 그리 많지 않았다. 이에 기존의 연구자들이 해왔던 방식을 탈피한 우리만의 독창적인 아이디어를 적용했다”고 밝혀 연구팀의 그간의 노력을 짐작케 했다.

자속역전 선형전동기의 장점은 고정자(기차로 표현하면 선로에 해당하는 부분)에 고비용의 영구자석을 사용하지 않아 경제적이며, 고정자에서 자속(magnetic flux)의 누설이 발생하지 않기 때문에 철계 분말 등 주변에 산재하는 열악한 환경에서도 사용 가능하다는 점이다. 저진동, 저소음, 저발열, 저속/고추력(고토크) 등도 고유의 특징으로 내세울 수 있다.

정 박사는 “smart 전동기는 상위 시스템의 필요에 잘 부합하는 전동기”며 “전장화 추세에 있는 산업계에 잘 발달된 ‘심장’과 ‘근육’인 전동기를 제공하기 위한 노력의 일환으로 ‘응용시스템의 특화된 고성능 전동기’라는 두 마리 토끼를 잡는 데 주력할 것”이라 포부를 밝혔다.

아울러 “대한민국이 디스플레이, IT, 반도체 제품은 세계적인 수준에 있다. 하지만 아쉽게도 이들을 제조하는 장비를 구성하는 전동기는 대부분이 외국산 제품인 것이 현실이다. ‘Made in Korea’를 진정한 ‘Made in Korea’가 될 수 있도록 우보천리의 자세로 연구에 매진하도록 하겠다”고 다짐했다.

한편 연구팀은 이번 개발과 관련해 3건의 특허를 받았고, 2건의 특허가 출원 중이며, 관련 업계에 기술이전 등을 통한 실용화 계획도 준비 중에 있어 앞으로의 행보에 귀추가 주목된다.