일본 제조사들이 모터 등 생산에 희토류 사용을 줄이는 기술 개발에 속도를 내고 있다. 특히, 전기자동차(EV)용 모터에 빠뜨릴 수 없는 자석과 관련해서는 프로테리얼(구 히타치금속) 등이 현재 주류로 사용되는 희토류의 일종인 ‘네오디뮴’을 원료로 사용한 자석의 대체재 찾기를 목표로 하고 있다. 중국은 희토류 채굴의 약 70% 점유율을 쥐고 각국의 경제안보를 위협하고 있다. 업체들은 중국 의존 탈피와 함께 사용량을 줄이는 기대감도 확대될 것으로 보고 실용화를 서두르고 있다.

프로테리얼은 현재 EV 등 모터용에서 현재 주류로 사용되는 네오디뮴 자석과 대체 가능한 ‘고성능 페라이트 자석’을 개발했다. 이미 모터 제조사 등에 샘플 공급을 시작했으며, 문의도 들어온 것으로 알려졌다. 철을 주성분으로 하는 페라이트 자석은 희귀한 희토류를 사용하지 않기 때문에 비용을 줄일 수 있다. 제조 방법과 모터 내부 배치를 고민한 결과, 네오디뮴 자석 성능에 가까운 모터의 최대 출력을 확보했다.

모터용 자석과 관련해서는 덴소도 철과 니켈만을 원료로 사용해 네오디뮴 자석과 동등 이상의 성능을 끌어낼 수 있는 ‘철 니켈 초격자 자석’을 개발해 수년 후 실용화할 계획이다. 또, 도시바가 도호쿠대학과 작년 개발한 것으로 수년 이내에 실용화를 목표로 하는 ‘사마륨 철계 등방성 본드 자석’은 조달에 어려움이 있는 네오디뮴을 입수하기 쉬운 사마륨으로 바꿔 사용량을 반감시켰음에도 불구하고 예상대로 네오디뮴 자석 수준의 성능을 발휘했다.

희토류 사용을 줄이는 움직임은 모터 이외 분야에서도 이루어지고 있다. 도레이는 리튬 이온 전지의 전극 재료를 생산하는 과정에서 잘게 부수는 용도로 사용하는 ‘고내구성 지르코니아 볼’을 개발했다. 안정화제로 사용 중인 희토류를 다른 소재로 대체하는 한편, 내구성을 높여 교체 빈도를 줄이고 비용을 낮추도록 했다. 향후 베어링(축받이) 등 다른 용도도 개척해 2030년도에 수십억 엔 수익을 올릴 계획이다.

희토류는 총 17종류가 있으며, 다양한 용도로 사용되고 있어 산업의 비타민이라 불린다. 중국이 사실상의 대일 수출입 금지를 단행한 2010년 ‘희토류 위기’ 등으로 중요 물자로서의 인식이 높아짐에 따라 안정적인 조달이 중요한 과제가 되었다.

중국 정부는 희토류를 사용한 고성능 자석의 제조 기술을 두고 수출입 금지를 검토하고 있다. 중국 의존도가 높다는 점을 무기로 삼아 위압적인 태도를 취하는 중국 동향은 희토류 사용을 줄이는 움직임을 더욱 가속화시킬 것으로 보인다. (이다 미치토)