▲ LG이노텍, 업계 최초로 개발한 ‘고성능 친환경 마그넷[출처=LG이노텍]LG이노텍(대표 문혁수)에 따르면 중(重)희토류를 전혀 사용하지 않고도 세계 최고 수준의 자력을 갖춘 ‘고성능 친환경 마그넷(magnet, 자석)’ 개발에 성공했다마그넷은 스마트폰 액추에이터, 차량 모터, 오디오 스피커 등 구동을 필요로 하는 다양한 제품에 탑재되는 필수 부품이다. 자석의 밀고 당기는 힘으로 동력을 제공한다.지금까지 마그넷 핵심 원료로 중희토류가 사용돼 왔다. 고온에서 자력 유지를 위한 성분으로 쓰인다. 중국 등 특정 국가에서만 생산돼 지정학적 리스크에 따른 가격 변동성 및 공급 불안정성이 높은 원재료로 알려져 있다.무엇보다 채굴 과정에서 심각한 환경오염을 초래하기 때문에, 중희토류를 쓰지 않는 제품 개발은 업계가 해결해야 할 시급한 난제로 꼽혀 왔다.◇ 중희토류 완전 대체 가능한 합금 물질 업계 최초 개발앞서 LG이노텍은 2021년 핵심성분인 중희토류 사용량을 기존 대비 60% 줄인 마그넷을 선보인 바 있다. 이번에 개발한 제품은 테르븀(Tb), 디스프로슘(Dy)과 같은 고가의 중희토류를 전혀 사용하지 않았다.이를 위해 LG이노텍은 한국재료연구원과 협력해 중희토류를 대체할 수 있는 다원계 합금 물질을 업계 최초로 개발했다.합금 물질을 자석에 균일하게 바른 후 열을 가해 고르게 흡수시켜 만든 제품이 이번에 선보인 ‘고성능 친환경 마그넷’이다. 이 제품은 업계 최고 수준인 13.8kG(킬로가우스, 자석세기단위)의 자석 성능을 자랑한다.지금까지 중희토류는 고온에서 자석의 내구성을 높이기 위한 대체 불가한 원료로 사용돼왔다. 하지만 ‘고성능 친환경 마그넷’은 중희토 원소나 고가의 귀금속을 전혀 사용하지 않고도 최대 180도(℃) 고온 환경에서 내구성을 유지한다.◇ 핵심원료 특정국가 의존도 낮아져… 마그넷 공급망 안정화 기여중희토류는 중국 등 일부 국가가 전 세계 수급을 좌우하며 글로벌 시장을 장악하고 있다. 최근에도 특정국가가 중희토류 공급조정에 나서면서 가격이 크게 출렁였다.한국자원서비스(KOMIS)에 따르면 테르븀은 지난 4년간 킬로그램(kg)당 가격이 US$ 900달러(’20.9.28)에서 최고 331% 오른 2983달러(’22.2.21)를 기록한 바 있다.디스프로슘도 4년 동안 최대 189%의 상승률을 기록했다. 이와 같은 중희토류 가격의 극심한 변동은 마그넷의 생산 차질로 이어질 수 있는 리스크 요소다.‘고성능 친환경 마그넷’ 개발로 중희토류의 특정국가 의존도가 크게 낮아지면서 LG이노텍은 마그넷 공급망 안정화에 기여할 수 있게 됐다.또한 중희토류를 사용할 필요가 없어지면서 마그넷 생산에 필요한 원재료 비용도 기존 대비 60% 수준으로 낮출 수 있게 됐다.◇ 환경오염 물질 대폭 저감… ESG 중시 글로벌 고객 ‘희소식’‘고성능 친환경 마그넷’은 환경오염 최소화를 위해 친환경 기술을 중시하는 글로벌 주요 고객들에게도 반가운 소식이다.중희토류 1kg를 채굴하는 데 배출되는 이산화탄소(CO₂)만 0.5톤(t)이 넘으며 450킬로그램(kg) 상당의 산성폐수 및 방사능물질이 발생하는 것으로 조사됐다.LG이노텍의 ‘고성능 친환경 마그넷’을 사용할 경우 중희토류를 채굴할 필요성이 사라지기 때문에, 글로벌 고객사들은 제품 생산 과정에서 환경오염 물질을 대폭 저감할 수 있다.예를 들어 전기차에 장착되던 기존 마그넷을 ‘고성능 친환경 마그넷’으로 대체하면 전기차 1대당 약 45kg의 환경오염 물질을 줄일 수 있는 것으로 나타났다.LG이노텍은 스마트폰 액츄에이터 등 자사 제품에 ‘고성능 친환경 마그넷’을 적용하여, 제품의 가격 경쟁력을 한층 높인다는 방침이다.이와 함께 글로벌 완성차 및 차량부품 기업, 스마트폰 제조 기업 대상으로 프로모션을 적극 펼쳐, 가전∙로봇 등 적용 분야를 확대해 나갈 예정이다.노승원 CTO(전무)는 “LG이노텍은 중희토류는 물론 경(輕)희토류까지 희토류 사용을 완전히 배제한 ‘무희토류 마그넷’도 현재 개발 중이다”며 “앞으로도 혁신 소재와 부품을 한발 앞서 선보이며, 차별적 고객가치를 지속 창출해 나갈 것이다”고 말했다.

일본 자동차제조업체인 혼다(ホンダ)는 2016년 다이도특수강과 하이브리드카(HV)의 모터용으로 쓰이는 중희토류를 사용하지 않는 자석을 공동 개발했다고 발표했다.올해 발매하는 신형 미니밴인 '프리드'에 탑재할 계획으로 구동모터에 채용하는 것은 세계 최초이다. 자석을 사용하는 에코카가 증가하는 가운데 중국에 편재해 있는 디스프로슘 등의 중희토류를 사용하지 않는 자석의 채용을 확대하고 조달리스크를 줄일 계획이다.HV 등을 구동하는 고출력 모터는 강력한 자석을 사용한다. 현재는 65% 정도의 철에 네오디뮴 등의 경희토류와 디스프로슘 등의 중희토류를 섞은 '네오디뮴자석'이 주력으로 사용되고 있다.이 자석은 고온에 약하기 때문에 내열성의 보충으로 디스프로듐을 첨가해서 성능을 유지한다. 하지만 중희토류는 대부분 중국에 의존하고 가격상승의 리스크가 커서 이를 필요로 하지 않는 자석의 개발을 진행해 왔다.이번 다이도특수강은 섭씨1천도 정도에서 자석을 태워서 굳히는 일반적인 공법이 아닌 기존의 1/10의 미세한 결정을 제어해 내열성을 높이는 기술을 개발했다. HV에 사용되는 높은 자력과 모양을 실현한 것이다.혼다는 추가로 자석의 내열성을 높인 로터형상을 설계해서 기존의 자석과 동급의 성능을 달성했다고 설명했다.소형 미니벤에 탑재하는 HV용 모터에 사용되는 네오디뮴자석은 약 900그램으로 기존에는 전체의 7~8%를 차지했던 중희토류가 전혀 들어가지 않는다. 따라서 가격도 10% 정도 내려갈 것으로 전망된다.혼다는 우선 신형프리드에 채용하고 같은 크기의 신형차에 대한 탑재도 확대한다. 보다 큰 차종에 대한 탑재는 내열성이 더 높아야 한다는 과제가 있기 때문에 채용은 미정이며 연구개발을 진행한다.희토류는 2011년 중국정부의 수출규제에 의해 가격이 급등한 이후, 네오디뮴 등의 경희토류는 오스트레일리아와 북미로부터 공급이 증가해 가격은 대폭 낮아졌다.디스프로슘 등 중희토류도 최근에는 급등전의 수준까지 내려갔지만 중국에 편재한 상황은 변하지 않기 때문에 자동차업체 및 소재업체는 사용량을 줄이는 기술개발을 이어왔다.▲ 1▲혼다 미니밴 프리드(출처 : 혼다)

일본 자동차제조업체인 혼다(ホンダ)는 2016년 다이도특수강과 하이브리드카(HV)의 모터용으로 쓰이는 중희토류를 사용하지 않는 자석을 공동 개발했다고 발표했다.올해 발매하는 신형 미니밴인 '프리드'에 탑재할 계획으로 구동모터에 채용하는 것은 세계 최초이다. 자석을 사용하는 에코카가 증가하는 가운데 중국에 편재해 있는 디스프로슘 등의 중희토류를 사용하지 않는 자석의 채용을 확대하고 조달위험을 줄일 계획이다.