휘어지는 스마트폰의 패널을 구부릴 때 그 힘으로 인해 화면의 전원이 켜지는 새로운 방식인 압전에너지가 현실화되고 있다.

10월 수원시에서 열린 환경페스티벌에 다소 낮선 IT기기가 설치돼 사람들의 호기심을 자극했다. 마치 오락실에서 본 듯한, 모니터에 빠르게 흘러 지나가는 화살표 방향과 같은 쪽의 발판을 밟으면 점수가 올라가는 것과 같은 게임기(?)가 시선을 집중시켰다. 이처럼 압전을 이용해 에너지를 전달하거나, 또 다른 신호체계로 전환해 새로운 에너지를 방출하는 기술이 바로 압전에너지다.

국내에서 이런 기술력을 가지고 있는 ㈜센불이라는 회사의 자회사가 (주)티오션(TIOCEAN, 대표이사 조영봉)이다.

인천시 남동시범공단에 본사는 둔 티오션이 차세대 자가발전을 이용한 에너지 생산 기업으로 분류돼 주목을 받고 있다. 티오션은 2009년 (주)센불, 한국세라믹기술원과 공동으로 압전에너지 센터를 설립했다.

조영봉 대표는 “지금까지는 광범위하게 적용되기까지 미진함 부분도 없지 않지만, 압전기술을 이용한 자가발전장치인 ‘에너지블럭’은 약간의 물리적, 자연적인 힘만 낼 수 있다면 에너지를 만들수 있다”고 밝혔다.

압전에너지 기술력 생활속 적용 무궁무진 국내 독점

2009년 초에 조 대표는 센불과 별도의 자회사로 분리돼 그 동안 펼쳐온 휴대폰 안테나사업을 과감하게 정리하고 미래지향적인 압전에너지 사업에 뛰어 든 것이다.

조 대표는 “불과 5년 전 기억이지만, 갈등과 고민속에 시장조사를 걸쳐 압전에너지 기반기술이 국내 산업 분야에 적용될 기술이라 판단해 시작했다”면서 “아직까지 특별하게 이목을 끌 기술이 확보된 상태는 아니지만 서서히 윤곽이 나타나고 있다”고 밝혔다. 그리고 설립 2년만에 압전에너지의 가능성이 보이는 서광이 비춰졌다.

2010년 티오션이 개발한 발로 밟으면 조명에 불이 켜지는 에너지블럭이 개발, 양산에 들어갔고, 그 첫 번째 설치된 곳이 광화문 KT 건물내에 있는 녹색성장체험관이다.

“반응은 컸습니다. 정책과 맞아 떨어진 겁니다.” 조 대표는 이런 분위기를 이어받아 2011년 9월 유한대학에 꿈 많은 학생들을 대상으로 담쟁이계단에 압전에너지를 내걸었다.

이곳에 에너지하베스팅시스템(에너지블럭 20개)를 설치했다. “처음에는 피아노 건반처럼 학생들이 신기해하듯, 발로, 혹은 손으로 압전 발판을 눌려보고, 빛이 나오는 것에 다양한 아이디어 역으로 제공하기까지 했지요.”

조 대표는 “꼬마전구의 불빛이지만, 지금은 LED 조명을 이용해 광원을 높였다. 국내에서 LED보급이 확산되고 있기 하지만, 실내 조명을 밝히고, 지하철 계단이나, 도로에서 사람들이 걸어가면 옆길 가로등에나 차로에 차가 지나가면서 켜지는 불빛을 내기 위해서는 더 보완해야 한다”고 솔직담백하게 말했다.

‘IT기술은 세월을 먹고 산다’는 조 대표는 2011년 12월 부산 서면역에 국내 최초·최대규모(에너지블럭 400개) 압전하베스팅 시스템을 설치했다. 이 역시 누르는 힘의 원리를 통해 바닥을 환하게 할 수 있지만, 지속성은 떨어진다. 순간 눌려서 나오는 압전 에너지를 저장에너지로 전환하기까지는 기술이 필요하기 때문이다.

티오션 조영봉 대표 “에너지블럭의 대변신은 무죄”

아직까지는 미활용 분야가 많다. 산업 곳곳에 전기적인 기계작동에서 부터 진동, 풍력에서도 이 기술을 적용할 경우 전기에너지로 변환해 활용할 수 있을 것으로 전망된다.

티오션이 내놓은 압전에너지의 응용제품과 기술은 풍부하다. 앞서 밝힌 에너지블럭에서 부터 무선스위치를 비롯, 소형에너지하베스터, 압전카드 등이다. 티오션은 이를 적용하기 위해 이동하중을 이용한 압전 발전기 등의 응용 특허를 낸 상태다.

조영봉 대표는 “티오션의 블루오션은 명확하게 선이 그어져 있다”고 말했다. 자가발전 무선제어를 이용한 가로등 자동 절점 시스템 개발과 시설물 제어시스템, 무전원 자체발광 도로표지 개발에도 심혈을 기울리겠다는 포부다.

티오션은 2012년 무역사업부를 세우고 압전에너지를 한 단계 끌어올리기 위한 터치스크린패널(TSP) 부품 소재 세라믹과 결합된 강화글라스를 개발에 성공했다. 이를 인정받아, 안동대, 이엔에이치사와 산학협력으로 연결, 에너지하베스팅시스템을 경북대, 금천구청 등에 설치하여 그린에너지 체험의 빛을 내고 있다.

강화글라스는 스마트폰 외관에 포함되는 필수 부품이다. 이 부품은 일본 및 중국업체가 독식해왔지만, 앞으로 국내는 물론 해외시장에 역수출하는 효자부품으로 손색이 없다.

△(주)티오션 조영봉 대표이사(왼쪽), 신원석 이사(오른쪽)

무선 센서와 휴대용 전자기기 전압 소자 진가발휘 기대

그는 “국산화가 이뤄지지 않았던 부품”이라며 “삼성전자 등 국내 대기업에서 강화글라스에 대한 실증을 걸쳐 인증을 획득했다”고 설명하면서, “저항막 터치패널에 핵심부품은 우리 티오션과 협력한 모린스 기업의 동반성장을 이루게 할 것”이라고 말했다.

강화글라스가 적용된 스마트폰 모델수가 올해 2배 이상 증가한 만큼 수요가 늘고 있다. 더불어 요즘 인기리에 판매되고 있는 태블릿PC용 TSP공급으로 생산에 가속도가 붙게 됐다. 티오션이 2014년도 예상 매출액은 올해보다 높은 10억대로 잡았다.

조 대표는 “기술은 뒷전, 어설픈 제품으로 매출신장을 꿈꾸진 않는다. 아직도 돌다리를 두드리며 내실 강화에 초점을 맞춘 만큼, 연구 개발에 매진할 계획”이라고 말했다.

해외 시장조사기관들이 ‘압전 에너지 수확 예측, 기술’에 대해 후한 점수를 주는 것도 여기에 있다. 센서 등 기존 용도에 압전 소자를 공급해 온 티오션은 압전 소자를 에너지 생성용으로 개발, 새롭고 큰 사업 기회가 창출될 전망이기 때문이다.

해외 IDTechEx 보고서는 압전 에너지 수확 소자 시장 규모가 연평균 복합 성장률(CAGR) 38%로 성장하며, 2018년 1억 4500만 달러까지 성장할 것이라는 전망치를 내놨다. 조대표가 밝힌 내년 10억 원의 수치와 상당한 거리가 있어 보이지만 애써 내색을 하지 않는 표정을 보였다.

거기에 그치지 않고, 무선 센서와 휴대용 전자기기에 전원을 공급할 수 있는 전압 소자는 휠씬 진화된 제품으로 그 진가발휘가 티오션의 분수령이 될 것이다. 티오션은 에너지 수확 기술에 사용할 수 있는 수많은 전압 재료에 각각 용도에 적합한 재료를 선정해 사용할 수 있다는 계산을 깔고 있다.

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