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에너지하베스팅, IoT 움직인다

정전기·자기장 이용, 배터리 없이 기기구동

최근 웨어러블 기기와 사물인터넷(IoT)의 사용이 급속히 증가하면서 작은 전원을 쉽게 공급받을 수 있는 에너지하베스팅에 대한 특허출원이 증가하고 있다. 

에너지하베스팅(energy harvesting)이란 생활속에 버려지는 다양한 에너지를 수집해 다시 전원으로 사용할 수 있게 하는 기술이다. 전문가의 예측에 따르면 2020년까지 사물인터넷(IoT) 300억개가 인터넷에 접속, 사용될 것으로 전망된다.

앞으로 배터리가 없이도 전원을 공급받을 수 있는 에너지하베스팅이 곳곳에 흩어져 동작하는 사물인터넷을 움직일 것으로 보인다. 가령 지문을 인식할 수 있는 신용카드에 이 기술을 적용하면 배터리 없이도 동작할 수 있게 된다.

특허청(청장 박원주)에 따르면 최근 10년간(2008~2017년) 에너지하베스팅에 관한특허는 총 1,370건이 출원됐고 세부적으로는 압력(508건), 진동(356건), 정전기(247건), 열(148건), 자기장(110건)을 이용한 것으로 조사됐다.

특히 2008년 출원량이 미미했던 정전기(2.7%)와 자기장(4%)을 이용한 분야가 지난 10년 만에 정전기 41%, 자기장 15%로 대폭 성장했다.

웨어러블 기기의 대중화에 따라 의류나 신체에 부착되어 정전기를 쉽게 발생시킬 수 있고 에너지 하베스팅 장치도 간단하게 구현시킬 수 있는 장점이 있어 이 분야에 대한 연구개발과 출원이 활발한 것으로 분석된다.

또한 지난 10년간 대학(25%)과 연구소(14.5%)의 출원이 40%에 달해 기업(42.5%)과 함께 특허출원을 주도하고 있는 것으로 조사됐다. 주목할 점은 2008년 기업(57%)이 대학(11%)보다 5배 많게 출원했으나 2017년에는 대학(42%)이 오히려 기업(14%)보다 3배 높은 것으로 나타났다. 

이는 기업들이 주로 큰 전력을 생산하는 태양광, 풍력 등에 집중한 반면 미소전력을 수확하는 에너지하베스팅분야는 대학을 중심으로 연구개발되고 있기 때문으로 풀이된다.

전기억 특허청 전력기술심사과장은 “에너지하베스팅은 웨어러블기기 등에 전원으로 사용되다가 점차 4차 산업혁명의 기반이 된 사물인터넷(IoT)의 전원으로 더욱 각광받을 것”이라고 내다 봤다.