텍사스 A&M 대학의 연구팀은 희토류 재료의 필요성을 없애는 획기적인 전기 모터를 개발하여 고출력 전기 모터를 위한 보다 지속 가능하고 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다. 새로운 설계는 모터의 회전 부품에 일반적으로 사용되는 희토류 재료 대신 구리 코일을 사용하여 기존 모터 제조와 관련된 환경 및 경제적 문제를 모두 해결합니다.
전기 모터는 전기 자동차, 풍력 터빈, 비행기 및 선박을 포함한 광범위한 기술의 필수 구성 요소입니다. 그러나 이러한 모터의 대부분은 네오디뮴과 같은 희토류 재료에 의존하여 모터 추진을 위한 강력한 자석을 만듭니다. 희토류의 채굴 및 추출은 환경에 해를 끼칠 뿐만 아니라 일부 국가에 집중되어 있어 비용이 많이 들고 공급망이 중단되기 쉽습니다.
이 팀은 텍사스 A&M 대학교의 ADM(Advancing Discovery to Market) 혁신상 프로그램으로부터 약 50만 달러의 자금을 지원받았습니다. 이 자금은 모터의 상용화를 지원할 것이며, 팀은 자체 회사를 설립하고 운송 및 재생 에너지와 같은 부문으로 혁신의 적용을 확대할 계획입니다.
Texas A&M의 전기 및 컴퓨터 공학과 교수인 Hamid Toliyat 박사가 이끄는 이 팀은 전기 모터 생산을 위한 희토류 재료의 대안을 찾고자 했습니다. 연구진은 박사 과정 학생인 메흐디 세예디(Mehdi Seyedi)와 박사 후 연구원인 도르사 탈레비(Dorsa Talebi) 박사와 함께 풍부하고 친환경적인 재료인 구리를 사용하여 희토류 부품을 대체하는 모터를 개발했습니다.
“우리는 희토류 재료에 의존하지 않고 비용 효율적이고 효율적이며 지속 가능한 모터를 만드는 것을 목표로 합니다”라고 Talebi 박사는 말했습니다. “희토류 채굴은 종종 비윤리적이고 에너지 집약적이며, 이러한 물질의 전 세계 공급은 제한적입니다. 우리 모터는 이러한 재료에 의존하지 않는 솔루션에 대한 긴급한 요구를 해결합니다.”
“Advancing Electric Vehicle Propulsion: High Power Rare-Earth-Free Electric Motor Development”라는 제목의 2년 프로젝트에서 팀은 네오디뮴 자석을 구리 코일로 교체했습니다. 이러한 변화는 모터에 대한 접근성을 높일 뿐만 아니라 구리가 희토류 재료보다 더 쉽게 구할 수 있고 저렴하기 때문에 비용을 절감합니다. 연구원들은 공급망에서 희토류를 제거함으로써 핵심 물질에 대한 해외 시장 의존도도 줄이고 있습니다.
Toliyat 박사는 출력 대 중량 비율 측면에서 구리 기반 모터가 희토류 재료를 사용하는 현재 모터와 비슷한 성능을 발휘한다고 강조했습니다. 팀은 이미 시뮬레이션을 통해 개념을 검증하고 실현 가능성을 입증하기 위한 프로토타입을 만들었습니다. 그들은 모터의 성능이 현재 전기 및 하이브리드 차량 모터의 표준을 충족하는 동시에 다른 희토류가 없는 대안과 경쟁하도록 노력하고 있습니다.
“이 기술은 자동차 및 풍력 에너지와 같은 산업에 혁명을 일으킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다”라고 Talebi 박사는 말했습니다. “희토류 재료를 제거함으로써 우리는 미래를 위한 보다 지속 가능한 솔루션을 만들 수 있습니다.”
