희토류 사용 줄이면서 더 강한 자성 갖는 나노자석 개발

미국 화학회(ACS) 응용 재료 및 인터페이스 저널 29·30호 표지그림(한국연구재단 제공)

국내 연구진이 자석 성능을 좌우하는 핵심 원료인 희토류 사용을 줄이면서도 성능을 개선한 자석을 개발했다.
한국연구재단은 좌용호 한양대 교수 연구팀이 희토류 사용량을 줄인 영구 나노 자석을 개발했다고 지난달 12일 밝혔다.
영구자석은 전기적 에너지를 기계적 에너지로 전환하는 특성 때문에 모터에 주로 쓰인다. 최근엔 전기기기나 하이브리드 자동차(HEV)·전기자동차(EV) 내 소형 모터에 활용되면서 수요가 늘고 있다. 영구자석은 자기장을 제거해도 자성을 유지하는 보자력이 성능을 좌우한다. 보자력이 크면 자력도 강하다. 최근에는 보자력이 큰 희토류 영구자석에 연자성 물질 일부를 도입해 더 높은 자성을 끌어내는 ´교환스프링 자석(exchange-spring magnet)´이 주목받는다. 연구팀은 교환스프링 자석의 자기교환 반응을 높이는 코어·셀 구조 소재를 개발했다. 기존 희토류계 영구자석과 비교할 때 자기에너지 밀도를 146％까지 끌어올렸다. 희토류 사용 저감 효과까지 볼 수 있어서 기존 소재를 대체할 것으로 평가받는다.
좌용호 교수는 “기존 자성재료의 구조적 문제와 성능 한계를 극복할 수 있는 가능성을 확인했다”고 설명했다. 연구성과는 최근 미국 화학회(ACS) 응용 재료 및 인터페이스 저널(Applied Materials & Interfaces) 29·30호 표지에 실렸다.