자가발전하는 나노발전기 기술 흐름이 압력을 사용하는 `압전형`에서 정전기를 활용하는 `마찰형`로 넘어가는 것으로 확인됐다.
특허청은 최근 5년간(2012~2016년 9월) 나노발전기 특허출원이 `마찰형` 111건, `압전형` 243건 등 모두 382건이라고 9일 밝혔다.
나노발전기는 나노크기(머리카락 굵기 10만분의 1) 물질을 이용해 인체 움직임처럼 일상에서 발생하는 기계 에너지에서 전기 에너지를 수확하는 첨단 기술이다. 배터리 교체나 외부충전이 필요 없는 반영구적 전원장치여서 무선 네트워크 등에 장착되는 각종 센서와 웨어러블 기기용 대체전원으로 기대를 모으고 있다.
나노발전기는 압전소자에 미세한 압력을 가하면 전기가 발생하는 `압전형`과, 서로 다른 두 물질이 마찰할 때 생기는 정전기 효과를 이용하는 `마찰형` 등 크게 두 가지로 나뉜다.
출원비중은 압전형(64%)이 마찰형(36%)보다 많지만, 마찰형은 출원이 2012년 0건에서 지난해 42건으로 급증했다. 같은 기간 압전형은 78건(2012년)에서 39건(2015년)으로 출원이 절반으로 급감했다. 마찰형이 압전형보다 제작이 상대적으로 쉽고, 발전소자 구조 제어로 얻는 출력이 더 큰 영향으로 풀이된다.
마찰형 나노발전기 출원인을 세부적으로 보면 학계(73%)가 산업계(9%)를 압도했다. 나노발전기 기술이 특허출원은 급증했지만 상용화 단계에는 아직 도달하지 못했다는 의미다. 국내 출원에 기반한 국제 출원 비율은 9%에 불과했고, 내국인 출원비중은 96%다.
또 마찰면적 증대를 위한 발전소자 물리적 구조나 배치 관련 출원은 90%지만, 발전소자 소재 자체 출원은 10%에 그쳐 원천연구는 부족한 것으로 파악됐다.
네트워크 장비회사 시스코에 따르면 사물인터넷(IoT) 발달로 오는 2020년이면 전세계에 센서 수조 개가 설치돼 자가발전장치 수요도 그만큼 폭증할 전망이다.
성백문 특허청 전력기술심사과장은 "우리 산업계도 마찰형 나노발전기 시장잠재력에 주목해야 한다"며 "연구역량을 축적한 대학 산학협력단 등 학계와 협력해 특허를 적극 확보할 필요가 있다"고 밝혔다.
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이기종 IP노믹스 기자 gjgj@etnews.com
