페라이트란 무엇인가? (희토류 대체는 가능할까?)

최근 테슬라에서 차세대 전기차에 희토류를 사용하지 않고, 페라이트로 대체하여 사용한다고 밝히면서 관련 기업들이 주목을 받고 있습니다. 오늘은 먼저 '페라이트'란 무엇인지 알아보겠습니다.

 

◎ 페라이트 정의

기본적으로 철 산화물의 일종인 페라이트는  금속조직상의 일종을 지칭하는 페라이트와 결정상의 산화철(Fe203) 자체성 페라이트로 구분할 수 있습니다. 이 중에서 희토류 대체제로 사용될 수 있는 것은 자성을 띠는 페라이트로서 산화철을 기반으로 하는 산화물 자체성 페라이트라고 할 수 있습니다.

 

• 사실상 현재 희토류 자석이 개발되기 전까지는 가장 강력한 자석의 재료로 사용되고 있었습니다.

 

◎ 산화철 페라이트 재료

기본적으로 산화철에 바륨, 망간, 니켈, 아연 등 소량의 금속 원소를 섞은 후 소결과정을 통해 만들어진 세라믹 물질입니다.

그리고 산화철의 재료는 철이지만 전기의 절연체이기도 합니다. 또한 만드는 방법은 앞서 말씀드린 대로 산화철을 도자기처럼 구워서 만들기 때문에 세라믹 재료의 일종으로 볼 수 있어서 세라믹이라고 분류합니다. 즉 자기는 잘 통하지만 전기는 잘 통하지 않아서 따로 절연처리 없이 바로 코일을 감을 수 있는 것이 특징입니다. (다만 고전압에서는 전기가 통하기 때문에 절연 처리가 필요합니다.)

 

• 소결(과정)? 물질을 분말로 만들어 녹는점 이하로 열을 가하면서 압착하여 서로 엉겨 붙게 하는 것을 말하는데, 주로 세라믹이나 합금 같은 물질을 만들 때 주로 사용되는 방법입니다.

 

◎ 대체제로 사용하려는 이유

기본적으로 희토류는 재료비가 비싸고, 생산비도 비싸기 때문입니다. 그래서 지금도 대중적인 용도로는 산화철 페라이트 자석이 많이 사용되고 있습니다. 또한 산화철 페라이트는 고운 가루로 만들어서 압축하여서 모양을 마음대로 만든 후에 소결 시켜 자석으로 쓸 수 있어서 다양한 형태나 용도로 쓰기에 좋기 때문에, 전기차의 전기 모터에 대체재로 사용하려는 것으로 보입니다. 다만 아직까지 페라이트가 희토류에 100% 대체하는 것은 불가능하다는 의견이 지배적입니다. 왜냐하면 앞서 말씀드린 것처럼 페라이트가 희토류에 비해 가격이 저렴하긴 하지만, 성능이 10~20% 수준밖에 되지 않기 때문입니다. 물론 이를 극복하는 방법으로는 더 많은 모터를 차에 넣으면 되는데 그렇게 되면 차의 디자인을 바꿔야 할 수도 있고, 중량이 무거워질 수 도 있기 때문에 제약이 있을 것으로 보입니다.

 

• 참고로 현재 관련주로 주목받는 다양한 기업이 있지만 '삼화전자'가 가장 많이 거론되고 있습니다. 삼화전자에 대해 간단하게 말씀드리면 현대모비스와 공동 개발을 통해 에너지 손실률과 가격 경쟁력을 개선한 '페라이트 코어'를 양상하여 공급하고 있습니다.
• 이 글은 개인적으로 공부한 글이며, 틀린 내용이 있을 수 있습니다. 또한 삼화전자는 관련주를 알아보다가 알게 된 기업이며, 절대 투자 추천이 아닙니다!