압전 에너지 기술, 중소기업 특허출원 활발
압전효과(piezoelectriceffect)가 뭔지 잘 모르시겠다구요? 한마디로 '꾸욱' 누르면 전기가 '번쩍'
압전효과는 누르면 불이 붙는 라이터의 원리로 이해하시면 쉬울꺼예요. 물체를 누르거나 비틀 때 전기가 발생하는 현상을 말하는데요. 압전 발전기술은 2009년 MIT가 선정한 10대 유망기술, 2010년미국의 과학잡지 Popular Science가 선정한 세계를 뒤흔들 45가지 혁신기술에포함될 정도로 주목받는 기술이랍니다.
* Popular Science: 1872년 창간된 미국의 유명한 과학월간지. www.popsci.com
압전기술은 주위에서 버려지는 에너지를 거둬들여 전기를 생산할 수 있어서 에너지 수확기술이라 불리는데요. 예를 들어서 자동차 엔진의 진동, 사람이걸으면서 바닥을 누르는 힘, 관절의 움직임, 혈관 속 혈액의 흐름, 떨어지는 빗방울, 이 모두가 전력을 수확할 수 있는 자원이 되는것을 모두 에너지로 쓸 수 있다는 것이죠.
최근 압전효과를 이용한 전기 생산기술, 즉 압전 발전기술의 특허출원이 활발하게 나타나고 있습니다.
압전 발전기술의 특허출원은 ‘07년까지 8건 이하의 미미한 수준이었으나, ‘08년부터 급증하여 매년 20건 이상의 출원이 유지되면서 성장세를 이어가고 있습니다.
압전기술이 요즘 뜨고 있다는 이유는 출원현황을 보고도 확인할 수 있는데요.
특허출원 동향을 아래 그래프와 함께 살펴보면, 2003년 2건, 2004년 2건, 2005년 8건, 2006년 8건, 2007년 5건, 2008년 20건, 2009년 31건, 2010년 26건, 2011년 28건으로 누계 130건으로 나타났습니다.
출원인별로는 내국인 출원이 대부분이였고, 대학 및 국책연구소 47.7%,중소기업이 40.0%, 대기업이 7.7%를 차지하여 대학 및 국책연구소와 중소기업이 주도하고 있는 것으로 나타났습니다.
출원기술의 내용을 살펴보면, ’07년까지는 압전소자를 도로에 설치하는 등단순 응용기술이 주를 이루었으나, ‘08년 이후에는 전력 변환효율이 높은 압전 발전기 설계기술에 대한 출원이 늘고 있습니다.
실제로 ‘11년에는 나노기술과 결합한 나노 압전 발전기 등의 설계기술이 대학 및 국책연구소를 중심으로출원되어 전체출원의 절반을 넘은 것으로 나타났습니다. 반면, 중소기업들의 출원은 여러 형태의 에너지에 적용시키려는 응용기술이 주를 이뤘는데요.
압전 발전기술은 중소기업의 특허출원이 대기업보다 활발하고, 전력생산의 원리가 비교적 간단하다는 점에서 중소기업의 특화업종으로 성장할 가능성이 높겠죠.
실제로, 유럽의 한 클럽은 압전소자를 무대 바닥에 설치하여 춤을 즐기는 사람들이 밟는 스텝에서 전기 에너지를 얻어 조명을 밝히고 있습니다. 도쿄 지하철 역사에서는 개찰구의 바닥에 설치한 압전소자를 통해 사람들이 지나갈 때의 힘을 전기에너지로 변환하여 개찰구나 디스플레이에 필요한 전기를 충당하고 있고, 필립스는 사람이 리모컨 버튼을 누르는힘만으로 전기를 생산하여 배터리가 없어도 작동되는 리모컨을 개발했습니다.
앞으로 고효율 압전 발전기술은 저전력 계통의 차세대 융합기술을 이끄는 중요 전원기술이 될 것으로 보입니다.
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