정전기의 재발견… 충전·교체 필요없는 ‘나노발전기’나오나

센서·웨어러블 기기 확산 여파
각종 센서나 웨어러블 기기 수요가 늘어나면서 정전기를 활용한 자가발전장치인 '나노발전기' 특허출원이 활기를 띠고 있다. 최근에는 압전효과를 활용하는 '압전형 기술'에서 정전기를 활용하는 '마찰형 기술' 특허출원이 늘어나는 추세다.

9일 특허청에 따르면 최근 5년간(2012∼2016년 9월) 출원된 나노발전기 관련 특허는 모두 382건에 달했다.

연도별로는 2012년 80건에서 2013년 66건으로 감소했으나, 2014년 81건, 2015년 89건, 2016년 9월 현재 66건으로 매년 증가세를 보이고 있다.

나노발전기는 나노 크기의 물질을 이용해 인체 움직임 등 일상에서 흔히 발생하는 기계적 에너지로부터 전기에너지를 수확하는 첨단 기술이다. 배터리 교체나 외부충전이 필요 없는 반영구적 전원장치로 쓰이며, 무선 네트워크용 센서나 웨어러블 기기의 미래 전원으로 주목받고 있다.

기술별로는 압전형이 243건(64%)으로 마찰형 111건(29%)에 비해 많이 출원됐으나, 마찰형 출원은 2012년 0건에서 지난해 49건으로 급증한 반면 압전형 출원은 같은 기간 78건에서 39건으로 큰 폭으로 감소했다. 이는 마찰형이 압전형보다 상대적으로 제작하기 쉽고 발전소자의 구조를 제어할 수 있어 더 큰 출력을 얻을 수 있기 때문이라고 특허청은 설명했다.

마찰형 나노발전의 출원은 학계가 73%를 차지해 산업계(3%)보다 압도적으로 많았는데, 이는 마찰형 나노발전기의 기술 수준이 곧바로 상용화가 가능한 단계가 아닌 실험실 수준에 그치고 있음을 의미한다.

아울러 내국인 출원 비중이 96%에 달했지만, 내국인의 해외 출원은 9%에 그쳐 해외특허 선점 전략이 필요한 것으로 지적됐다.

성백문 특허청 전력기술심사과장은 "나노발전기는 사물인터넷의 발달로 수요가 폭발적으로 늘어날 전망인 만큼 우리 산업계도 마찰형 나노발전기 시장 잠재력에 주목해 적극적인 특허확보 전략을 수립해 기술 개발에 나서야 할 것"이라고 말했다.

대전=이준기기자 bongchu@dt.co.kr