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모터는 지금 희토류와 이별 중, 관련 특허 봇물

2013.02.25 박형식 전기과장
안녕하십니까? 특허청 전기과장 박형식입니다.

이번 브리핑 내용은 희토류를 사용하지 않는 모터기술에 관한 것입니다.

잘 아시다시피 희토류 가격이 급등하면서 세계적 이슈가 되고 있지 않습니까? 그 때문에 희토류를 사용하지 않는 모터기술도 관심의 대상인데, 최근 탈(脫)희토류 모터에 대한 특허출원이 크게 증가한 것으로 나타났습니다.

특허출원 통계를 보면, 희토류를 사용하지 않는 모터의 특허출원이 2009년 6건에서 2010년 11건으로 증가하더니, 2011년에는 상반기에만 26건을 돌파하여 급증세를 보이고 있습니다.

희토류는 자연계에 매우 드물게 존재하는 금속 원소를 가리키는 말로, 모터에서는 영구자석의 자성을 높이기 위해 많이 사용됩니다.

모터용 희토류는 대표적으로 네오디뮴과 디스프로슘을 들 수 있는데, 한 대의 전기자동차용 모터에는 약 1kg의 희토류가 사용되는 것으로 알려져 있습니다.

모터 분야에 탈희토류 바람을 몰고 온 것은 2008년 중국의 수출제한조치가 계기였다고 봅니다. ‘중동에는 석유, 중국에는 희토류’라는 덩샤오핑의 말이 대표하듯, 희토류 세계 공급량의 97%를 중국이 차지하고 있어 그 영향력은 절대적입니다.

중국의 수출제한 이전 네오디뮴 가격은 톤당 19만 위안이었으나, 수출제한 이후에는 톤당 147만 위안으로 7배 이상 급등하게 됩니다. 결국 위기의식을 느낀 모터업계가 서둘러서 희토류 대체기술 개발에 나선 것이 특허출원 증가로 이어졌다고 풀이됩니다.

현재 탈희토류 모터기술 개발은 두 갈래로 진행되고 되겠습니다. 하나는 희토류가 필요 없는 SR(Switched Reluctance)모터의 구조개량 기술이고, 다른 하나는 고특성 페라이트(Ferrite) 자석으로 희토류를 대체하려는 재료개발 기술입니다.

참고로 SR모터란 영구자석 없이 자기저항 경로를 변화시켜 회전력을 발생시키는 모터로, 자석 자체가 없기 때문에 희토류를 전혀 사용할 필요가 없는 기술입니다. 그리고 페라이트란 산화철을 포함한 자성체 세라믹을 말하는데, 이 재료의 자화특성을 개선하여 모터의 영구자석으로 사용하면 희토류를 사용하지 않고도 모터의 성능을 높일 수 있게 되는 기술입니다.

2011년 상반기 출원을 보면, SR모터 관련 기술이 15건, 페라이트 관련 기술이 11건을 차지하여 SR모터 관련 특허출원이 상대적으로 많았습니다. 특히, SR모터는 삼성전기가 11건으로 가장 많은 출원을 하였고, 페라이트 분야는 국내 기업이 6건, 일본 기업이 4건을 출원한 것으로 나타났습니다.

희토류 사용량의 90% 이상을 수입에 의존하는 우리로서는 희토류를 사용하지 않는 모터의 기술개발에 더욱더 관심을 가져야 될 것으로 생각됩니다.

탈희토류 모터는 미래먹거리산업인 전기자동차나 풍력발전기 등의 경쟁력을 좌우할 수 있다는 점에서, 앞으로 탈희토류 모터에 대한 세계 각국의 기술개발경쟁은 더욱 치열해질 것으로 보이며, 그로 인한 특허출원도 꾸준히 증가할 것으로 예상됩니다.

이상으로 브리핑을 마치겠습니다. 감사합니다.

<끝>
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