美 라디파이, 플라스마 정련으로 희토류 공략…中 독점 정면 도전

라디파이의 핵심은 희토류 공급망에서 상대적으로 부족했던 정련 단계를 소형 반응로로 메우려는 데 있다. [사진: 라디파이 메탈스]

[디지털투데이 홍진주 기자] 미국 스타트업 라디파이 메탈스(Radify Metals)가 플라스마 기반 금속 정련 기술로 중국 중심의 희토류 공급망에 도전장을 내밀었다. 핵심은 산화물 형태의 희토류에서 산소를 제거해 순금속으로 전환하는 정련 단계를 혁신하는 것이다.

9일(현지시간) IT매체 테크크런치에 따르면, 라디파이는 네오디뮴과 디스프로슘을 대상으로 한 플라스마 반응로를 개발 중이다. 희토류는 시장 규모는 작지만 자석, 모터, 전자기기 등에 필수적으로 쓰이며 지정학적 중요성이 큰 자원이다. 미국은 광산 재가동과 제조 기반 확대를 추진하고 있지만, 정련 공정은 여전히 중국 의존도가 높은 상황이다.

라디파이는 이 지점을 빠져 있던 중간 단계로 보고 기술 개발에 집중했다. 기존 금속 정련은 열이나 화학 공정을 활용해 산소를 제거하지만 오염 부담이 크다. 반면 플라스마 방식은 초고온 상태의 수소를 활용해 산소를 분리하며, 부산물이 수증기뿐이라는 점이 특징이다.

공정은 비교적 단순하다. 반응로 내부에서 수소를 플라스마 상태로 만든 뒤 금속 산화물 분말을 투입하면 환원 반응이 일어나고, 반대편에서 순금속이 배출된다. 금속 종류에 따라 운전 조건만 바꾸면 동일한 설비를 활용할 수 있어 유연성도 높다. 회사 측은 전력 전자 효율 개선과 분말 처리 기술을 통해 기존 플라스마 공정의 높은 비용 문제를 낮췄다고 설명했다.

이 기술은 설비 소형화에도 유리하다. 라디파이는 대형 공장 중심 구조에서 벗어나 더 작은 반응로로 생산이 가능해지면 비용 절감과 함께 금속 가격 변동에 대응하는 유연성이 커질 것으로 보고 있다. 예를 들어 특정 희토류 가격이 급락하면 티타늄이나 지르코늄 등 다른 금속으로 빠르게 전환할 수 있다는 설명이다.

현재 라디파이는 캘리포니아 캠벨 연구소에서 소규모 팀으로 기술을 개발 중이며, 연말까지 하루 수kg 순금속 생산을 목표로 하고 있다. 이후 하루 최대 100kg 규모의 파일럿 설비 구축을 추진할 계획이다. 지금까지 오버추어, 파운더스, 마나 벤처스 등으로부터 약 300만달러에 가까운 투자를 유치했다.

시장성은 중국 가격과의 격차를 얼마나 줄이느냐에 달려 있다. 현재 중국 외 지역 희토류 가격은 중국 대비 몇 배 높은 수준이다. 라디파이는 초기에는 중국보다 약 50% 높은 가격에서 생산이 가능할 것으로 보지만, 장기적으로는 동등하거나 더 낮은 수준까지 낮추는 것을 목표로 하고 있다.

회사는 향후 희토류 외에도 하프늄, 스칸듐, 티타늄 등으로 적용 범위를 확대할 계획이다. 다만 철이나 알루미늄처럼 대량 금속 시장에서는 아직 기존 공정을 대체할 수준의 효율은 아니다. 업계에서는 이 기술이 파일럿 규모에서도 성능을 유지할 경우, 중국 중심의 희토류 정련 구조에 변화를 줄 수 있을지 주목하고 있다.