불쾌했던 정전기, 전기에너지 대체전원으로 주목

[대전=이데일리 박진환 기자] 일상생활에서 불쾌한 경험으로 기억됐던 정전기가 최근 새로운 신기술을 입고, 전기 에너지를 생산할 수 있는 대체전원으로 주목받고 있다.

자가발전장치인 나노발전기는 나노크기(머리카락 굵기의 10만분의 1)의 물질을 이용해 인체의 움직임 등과 같이 일상에서 흔히 발생하는 기계적 에너지로부터 전기 에너지를 수확(Harvesting)하는 첨단 기술이다.

특히 배터리 교체나 외부충전이 필요 없는 반영구적 전원장치로 무선 네트워크 등에 장착되는 각종 센서나 웨어러블 기기를 위한 미래 대체전원으로서 기대를 모으고 있다.

또한 나노발전기의 기술흐름이 기존에 압력을 활용하는 ‘압전형’ 기술에서 정전기를 활용하는 ‘마찰형’ 기술로 진화 중인 것으로 나타났다.

9일 특허청에 따르면 나노발전기와 관련 특허는 2012년부터 지난달까지 최근 5년간 모두 382건이 출원됐다.

이 가운데 마찰형이 111건, 압전형은 243건 등이다.

출원비중은 압전형이 64%로 아직 많은 비중을 차지했다.

그러나 분야별 출원추이를 보면 마찰형의 특허출원이 2012년 0건에서 지난해 42건으로 크게 늘었다.

반면 압전형은 2012년 78건에서 지난해 39건으로 급감했다.

이는 마찰형이 압전형보다 제작이 상대적으로 용이할 뿐만 아니라 발전소자의 구조를 제어함으로써 더 큰 출력을 얻을 수 있기 때문인 것으로 풀이된다.

같은 기간 마찰형 나노발전기의 세부 출원 동향을 살펴보면 학계 출원이 73%로 산업계 출원(9%)을 압도하고 있는 것으로 조사됐다.

마찰형 나노발전기 기술 수준이 상용화 단계까지는 도달하지 않았기 때문이다.

내국인 출원 비중은 96%으로 국내 출원을 기반으로 한 국제 출원 비율은 9%에 불과했다.

마찰면적 증대를 위한 발전소자의 물리적 구조나 배치와 관련된 출원은 90%인 반면 발전소자의 소재 자체에 대한 출원은 10%에 불과한 등 원천 기술에 대한 연구는 아직 부족한 것으로 파악됐다.

성백문 특허청 전력기술심사과장은 “우리 산업계도 ‘마찰형’ 나노발전기의 시장 잠재력에 주목해 연구역량을 축적한 각 대학들의 산학 협력단 등 학계와 손잡고, 적극적인 특허확보 전략을 수립할 필요가 있다”고 조언했다.