‘콘덴서’ 관련 특허출원 지속적 증가

 2007년 개봉된 SF(공상과학소설) 영화인 트랜스포머에서 자동차가 로봇으로 변신하는 장면이 나온다. 이렇게 자동차가 최신형 로봇으로 변신하는 것처럼 기존 제품도 기술의 발전에 따라 다양한 형태로 변신할 수 있다.

콘덴서는 지난 70년~80년대에 가전분야(TV, 냉장고, 오디오 등)의 전기회로에서 전압의 충방전이나 특정주파수를 제거/추출하는 전통기술로 이용되었을 뿐, 에너지를 저장하는 배터리 기능은 이차전지에 비해 다소 미흡했다.

 
※ 콘덴서는 순간출력이 우수하나 이차전지처럼 에너지를 저장하는 배터리 용량은 부족. 현재 재충전이 가능한 배터리로 이차전지가 주로 사용되고 있음.

그러나 2000년대 후반부터 스마트폰 같은 휴대용 전자제품의 수요 급증과 더불어 최근에는 그린에너지 기반의 전기자동차가 등장하면서 콘덴서는 스마트폰/전기자동차의 에너지를 저장하는 핵심부품으로 새롭게 변신을 시도하고 있다.

특허청(청장 김영민)에 따르면, 2007년 213건이었던 콘덴서 특허출원이 2013년에는 379건으로 최근 7년간 78% 증가하였다. 이 기간에 국내 특허출원을 기술별로 살펴보면, 전체 2,140건 중 적층세라믹콘덴서가 598건, 울트라콘덴서가 440건, 전해콘덴서가 343건, 필름콘덴서가 125건으로 나타났다.

‘적층세라믹콘덴서’는 전체의 출원건수 중 28%를 차지하며, 그 출원건수도 지속적으로 증가하고 있는데, 이는 스마트폰의 수요가 폭발적으로 증가하기 시작한 무렵인 2009년 국내 기업에 의해 세계최초 초소형 적층세라믹콘덴서가 개발된 이후 초소형/대용량 적층 기술(면적은 최소화하면서 용량은 늘리는 기술)을 요구하는 IT기기 시장의 특성을 반영한 기업 간 특허경쟁의 결과로 분석된다.

특히, 전기자동차 등의 그린에너지원으로서 ‘배터리의 기능’이 한층 강화된 ‘울트라콘덴서’의 출원건수가 2009년부터 매년 50~60건으로 꾸준히 지속되고 있는 가운데(붙임 5 참조), 지난 2011년 그 출원건수가 107건으로 급격히 증가하였다. 이는 국내 중소기업인 (주)비나텍이 이차전지를 대체할 미래기술로 평가받고 있는 울트라콘덴서 분야에서 강력한 특허포트폴리오를 구축하고자 특허청 산하기관인 한국지식재산전략원의 ‘첨단부품·소재 IP-R&D 전략지원 사업’을 활용하여 2011년에만 32건을 출원하며 특허확보에 적극 나섰기 때문으로 분석된다.

그러나 에너지 저장장치로서 콘덴서가 이차전지를 대체하기 위해서는 낮은 에너지효율 등 개선하여야 할 문제가 여전히 남아 있다. 따라서 콘덴서의 효율을 높이기 위해서 그래핀 같은 첨단 신소재의 개발과 함께 관련제품 특성에 맞는 기술개발이 더욱 절실한 실정이다.

천세창 특허심사1국장은 “에너지 저장기술의 발전에 따라 콘덴서가 전기자동차/스마트워치/태양광발전 등의 배터리 분야에서 상용화될 가능성이 더욱 높아지고 있다”라며 “기존 이차전지와의 경쟁에서 주도권을 확보하려면 에너지 효율이 높은 첨단 소재를 중심으로 한 연구개발과 특허확보전략(IP-R&D)이 중요하다”라고 말했다.