[데일리스포츠한국 우봉철 기자] 그동안 전량 수입에 의존했던 나노결정 리본 소재를 국산화할 수 있는 기술이 개발됐다.
한국재료연구원(KIMS)은 최근 “금속분말연구실 정재원 박사 연구팀이 전기차 전력변환장치에 쓰이는 ‘나노결정 리본 소재’를 국산화할 수 있는 기술을 개발했다”라고 밝혔다.
나노결정 리본 소재는 전기차에 탑재되는 전력변환장치의 전자파 간섭 노이즈를 제거하기 위한 핵심 소재다. 그러나 국내에서는 해당 소재 제조 기술 및 산업기반이 전무했기에 전량 수입에 의존해왔다.
이번에 연구팀이 개발한 초박형 연자성 나노결정 리본 소재는 기존 소재 대비 포화자화를 약 30% 이상 높였다. 투자율 특성은 기존과 동등한 수준이다.
그동안 고포화자화와 고투자율을 동시에 향상하는 것은 기술적 난제로 여겨져왔다. 이에 연구팀은 기존 합금 소재의 철 함량을 높이며 이종 전이금속을 동시에 참가, 합금 내 확산 속도를 제어했다. 관계자는 "해당 방법으로 10~20nm 수준의 나노결정을 구현하고, 고포화자화·고투자율 특성을 갖는 소재를 개발할 수 있었다"라고 설명했다.
개발된 소재는 기존 나노결정 리본 합금에 필수적으로 함유된 니오븀(Nb)과 같은 고비용 원소 함량을 30% 이상 줄인다. 제조단가 절감이 가능해지는 이유다.
연구팀은 이번 기술이 양상화될 경우 2025년 연 1500t 리본 생산으로 200억원 상당의 매출을 올릴 것으로 내다봤다. 향후 내연기관에서 전기차로 완전히 전환되면, 전기차용 나노결정 리본 소재 시장 규모는 연간 1조 5000억원 상당에 달할 것이라는 게 연구팀의 예상이다.
이번 연구 책임자인 정재원 선임연구원은 “기존 소재를 대체하기 위한 나노결정 합금 개발 연구는 국내·외 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만 고포화자화·고투자율 특성을 동시에 만족하는 소재를 구현하지 못해, 실제 상용화에 이르지 못하고 있었다”라고 밝혔다.
이어 “본 기술이 상용화될 경우 현재 전량 수입에 의존하는 나노결정 리본 소재의 국산화가 가능하다”라며, “해당 소재를 필수로 활용하는 전기차 전력변환장치 생산기업의 수입 의존도 해소에 많이 기여할 수 있을 것으로 기대된다”라고 말했다.
연구팀의 목표는 국내 리본 제조산업 구축과 소재의 완전 국산화다. 이를 위해 현재 개발한 고포화자화·고투자율 합금 소재와 파일럿 스케일의 리본 제조 기술을 관련 기업에 기술이전하고, 해당 기업의 양산화를 게속해서 지원할 방침이다.