EU 지원 연구진, 금속 유리·3D 프린팅 활용한 차세대 모터 부품 개발
- 전기모터는 2020년 기준 EU 전체 전력 소비의 50% 이상을 차지하는 것으로 추정되며, 전 세계적으로 사용되는 만큼 소폭의 효율 개선만으로도 상당한 에너지 절감 효과를 기대할 수 있음
- EU는 에코디자인을 통해 전기모터 효율을 높여 2030년까지 연간 약 106TWh의 전력과 200억 유로의 에너지 비용 절감을 추진 중임
- 이에 EU 지원 AM2SoftMag 프로젝트는 첨단 합금과 금속 3D 프린팅을 활용해 차세대 전기모터의 효율을 높이는 소재·제조 기술을 개발함
차세대 전기모터 위한 첨단소재 개발
- 이러한 연구의 중요성은 EU가 2026년 7월 화석연료에서 전기로의 전환을 가속하기 위한 전기화 행동계획(Electrification Action Plan)을 채택하면서 더욱 커지고 있음
- 해당 계획에 따라 유럽 연구진은 에너지 손실과 핵심 원자재 의존도를 줄이고 기술 경쟁력을 높이기 위한 첨단소재 개발에 주목함
- AM2SoftMag 연구진은 기존 전기모터 소재를 개선하는 대신 원자가 불규칙하게 배열된 새로운 자성 소재인 금속 유리*를 활용함
* 자기장 변화에 따른 자구의 움직임이 자유로워 기존 자성 소재보다 전기모터의 에너지 손실을 줄일 수 있는 소재
금속 3D 프린팅으로 금속 유리 부품 제작
- 연구진은 금속 유리의 비정질 구조를 유지하면서 실제 전기모터 부품으로 제작하는 기술 개발에 착수함
- 그리하여 레이저 기반 금속 3D 프린팅과 정밀 냉각 제어를 통해 금속 유리의 구조를 유지한 부품 제작에 성공함
모터 효율 1%만 높여도 상당한 에너지 절감
- 소재 개발과 부품 제작에 이어 연구진은 금속 유리가 실제 전기모터의 효율을 얼마나 개선할 수 있는지도 연구하고 있음
- 효율 향상의 효과는 전력 소비 감소에 그치지 않으며 전기차와 드론, 배터리 기반 전동공구 등은 더 작은 배터리로도 더 오랫동안 작동하거나 더 먼 거리를 이동할 수 있게 됨
- 또한 새로운 연자성 소재(soft magnetic materials) 기반 모터는 희토류 영구자석 사용을 줄여 중국 중심의 희토류 공급망에 대한 유럽의 의존도 완화에 기여함
코발트 없는 합금 개발
- 연구진은 코발트를 사용하지 않는 금속유리 합금을 개발하고, 3D 프린팅을 통한 실제 모터 부품 제작 가능성을 입증함
- 현재 새로운 부품을 적용한 전기모터 최적화가 진행 중이며, 대량생산을 위한 3D 프린팅 공정 개선과 전기적 손실 저감을 통해 배터리 크기 증가 없이 기기 작동시간을 연장하는 것을 목표로 함
AM2SoftMag 프로젝트
- 기간: 2022.03~2026.02
- 예산: 345만 856 유로 (EU 345만 856 유로 지원)
- 기관: UNIVERSITAT DES SAARLANDES (독일)
