혼다(HONDA), 또 한번의 혁신

혼다(HONDA) 와 다이도(DAIDO)스틸,

희토류 없이 새로운 전기모터를 만들다.

전기모터는 쉽게, 플래밍의 왼손법칙을 생각해보면 된다. 전류와 자기장에 의해 힘이 생기는 원리다. 하이브리드와 전기차 시대가 오면서, 전기모터는 더욱 커져가고 많이 사용되고 있다.

대학교에서 전기모터를 배우던 생각이 났다. 하이브리드를 거쳐, 전기차 시대가 오면 전기모터의 대량소비 및 생산이 이뤄질 것인데, 영구자석으로 쓰이는 재료는 희토류(稀土類)는 말 그대로 희귀해서 수요를 충당할 수 없을 것이란 건 어린아이도 쉽게 생각할 수 있었다. 게다가 희토류의 대부분은 중국에 있다. 이를 가공하는 기술은 대부분 독일과 일본이 갖고 있으며, 중국이 희토류의 반출을 허락하지 않는다면 전기모터를 생산하는 것에 큰 차질을 겪게 될 것이다.

하지만, 이제는 그럴 걱정을 하지 않아도 될 것 같다. 아니, 새로운 공법에 대한 로열티 걱정을 해야 할까?

혼다(HONDA) 는 일본의 다이도스틸이라는 곳과 함께 새로운 자석을 만들어냈다. 보통 모터에 사용되는 자석은 네오디뮴이라는 희토류로 만들어져 있으며, 희귀한 만큼 가격도 비싸며, 전기차 시대가 도래하게 되면 수요를 감당하기 힘들 것이다. 그리고, 재활용 자체도 힘들다.

네오디뮴을 사용한 자석의 장점은 일반적인 영구자석에 비해, 강력한 자기장을 내고 있으며, 소량만 사용해도 될 정도이기에 부피와 무게를 줄일 수 있다는 것이 큰 특징이다. 하지만, 비싸기도 하며, 섭씨 300~400도 이상 온도가 올라가면 자기장의 크기와 수명이 줄어든다는 단점도 있다.

일반적으로 갖고노는 자석도 뜨거운 열에 노출되면 자력을 잃어버리는 경우는 다들 어렸을 적 물리실험을 하면서 경험해봤을 것이다.

<초전도체 사진 = 구글>

그렇기에 저온의 상태에서 자기장의 세기를 유지하기 위한 초전도체에 대한 연구가 꾸준하게 이루어지고 있었던 것이다. 일반물리를 살짝 배워보면, 입자의 배열에 따른 자성의 변화가 생긴다는 것을 알 수 있는데, 사실상 지구상에서 극저온의 온도를 유지하는 에너지의 소비가 과연 합리적인 것인가? 라는 의심을 하게 된다.

여기에서 혼다는 다이도 스틸과 새로운 생각으로, 새로운 자석을 만들어냈다. 새로운 전기모터의 시대를 알리는 빅뉴스다.

혼다와 다이도스틸이 만든 자석은 특별하다. 일반적인 자석과 다르게, 금속재질에 2,000도 이상의 열을 가해 재결정화하는 기술(고온 열 변형 기술)을 통해 일반적인 열처리가 아닌, 고온에서도 자성을 유지시킬 수 있는 성질의 새로운 자석을 만들었다고 하는데, 네오디뮴을 사용하지 않아도 되기에 공급이 원활하며, 희소성에 따른 가격상승을 막을 수 있다는 장점도 있다. 기존에는 고온에서의 자성, 내열성을 유지하기 위해 네이디뮴에 디스프로슘이나, 테르븀 같은 희토류를 첨가하는 방식이었는데, 혼다-다이도스틸의 새로운 자석은 전혀 새로운 방식으로 나노단위의 미세입자구조를 정렬하는 방식을 통해 이같은 문제를 해결했다고 한다.

물론, 이 새로운 기술은 아직 혼다와 다이도스틸만이 가지고 있다.

무엇이 달라지는가?

전기차 시대를 앞당길 수 있다. 앞서 설명한 것처럼, 고온에서 자석은 자기장의 크기가 약해져 전기모터의 역할을 제대로 못하거나 수명이 짧아질 수 있는데, 혼다-다이도스틸의 새로운 자석을 이용하면, 전기자동차의 핵심인 전기모터의 수명이 획기적으로 높아지는 동시에, 가격을 낮출 수 있다는 큰 장점이 있다. 그리고, 이 새로운 자석은 기존의 네오디뮴 자석보다도 무게가 훨씬 가볍다고 한다.

또한, 혼다는 이 새로운 자석을 이용해 모터의 설계도 새롭게 했는데, 자기장의 흐름을 최적화하기 위해서 로터의 형상을 바꾸는 등, 효율성을 높여서 앞으로는 내연기관보다도 효율이 좋은 모터가 만들어질 수 있다는 것이 앞으로의 달라질 점이다.

<i-DCD 구동 모터 로터>

인류는 정말 끝없이 진화하고 발전하고 있다. 혼다-다이도 스틸의 혁신을 보면서, 자동차산업에서 중요한 것은 단순히 섀시를 잘 설계하는 것 뿐 아니라, 원천기술 자체의 끝없는 투자와 개발이 중요하다는 것을 알 수 있다.

혼다는 이제, 하이브리드에서 두각을 나타낼 자신감이 넘쳐보인다. 작년 9월 폭스바겐의 디젤게이트에서부터 시작된 환경에 대한 경각심이 하이브리드 시스템에 이어서, 전기차 시대를 앞당기고 있다는 것은 부정할 수 없는 사실이다. 아직 우리는 비용을 들여, 환경을 지키는 것과 경제적 이익을 취하는 과도기적 시대를 살아가고 있다.

끝없는 기술의 진화. 혼다의 새로운 혁신에 놀라고, 앞으로가 기대된다.