최근 압전효과를 이용한 전기 생산기술, 즉 압전 발전기술의 특허출원이 활발하다.

특허청(청장 김호원)에 따르면, 압전 발전기술의 특허출원은 ‘07년까지 8건 이하의 미미한 수준이었으나, ‘08년부터 급증하여 매년 20건 이상의 출원이 유지되고 있는 것으로 나타났다.

압전효과란 물체를 누르거나 비틀 때 전기가 발생하는 현상을 말한다. 압전 발전기술은 2009년 MIT가 선정한 10대 유망기술, 2010년 미국의 과학잡지 Popular Science가 선정한 세계를 뒤흔들 45가지 혁신기술에 포함될 정도로 주목받는 기술이다.

이 기술은 주위에서 버려지는 에너지를 거둬들여 전기를 생산할 수 있어서 에너지 수확기술이라 불린다. 예로, 자동차 엔진의 진동, 사람이 걸으면서 바닥을 누르는 힘, 관절의 움직임, 혈관 속 혈액의 흐름, 떨어지는 빗방울, 이 모두가 전력을 수확할 수 있는 자원이 된다.

출원인별로는 내국인 출원이 대부분이다. 대학 및 국책연구소 47.7%, 중소기업이 40.0%, 대기업이 7.7%를 차지하여 대학 및 국책연구소와 중소기업이 주도하고 있는 것으로 나타났다.

출원기술의 내용을 살펴보면, ’07년까지는 압전소자를 도로에 설치하는 등 단순 응용기술이 주를 이루었으나, ‘08년 이후에는 전력 변환효율이 높은 압전 발전기 설계기술에 대한 출원이 늘고 있다. 실제로 ‘11년에는 나노기술과 결합한 나노 압전 발전기 등의 설계기술이 대학 및 국책연구소를 중심으로 출원되어 전체출원의 절반을 넘은 것으로 나타났다. 반면, 중소기업들의 출원은 여러 형태의 에너지에 적용시키려는 응용기술이 주를 이뤘다. 압전 발전기술은 중소기업의 특허출원이 대기업보다 활발하고, 전력생산의 원리가 비교적 간단하다는 점에서 중소기업의 특화업종으로 성장할 가능성도 점쳐진다.

응용 사례는 다양하게 나타나고 있다. 실제로, 유럽의 한 클럽은 압전소자를 무대 바닥에 설치하여 춤을 즐기는 사람들이 밟는 스텝에서 전기 에너지를 얻어 조명을 밝히고 있다. 도쿄 지하철 역사에서는 개찰구의 바닥에 설치한 압전소자를 통해 사람들이 지나갈 때의 힘을 전기 에너지로 변환하여 개찰구나 디스플레이에 필요한 전기를 충당하고 있다. 필립스는 사람이 리모컨 버튼을 누르는 힘만으로 전기를 생산하여 배터리가 없어도 작동되는 리모컨을 개발했다.

앞으로 고효율 압전 발전기술은 저전력 계통의 차세대 융합기술을 이끄는 중요 전원기술이 될 것으로 보인다. 특허청 관계자는 “현재는 압전 발전기술이 초기 단계에 있지만, 에너지 변환 효율 문제만 해결된다면 장차 저전력 계통의 전원으로 유망한 기술임이 분명하다. 이를 대비하여 고효율의 압전 발전기의 원천기술과 다양한 응용기술에 대한 특허권을 선점하는 것이 중요하다.”고 말했다.

 

문의: 특허청 전기전자심사국 전기심사과 사무관 이승주 042-481-8186