매년 1월 미국 라스베이거스에서 열리는 세계 최대 정보통신 CES(Consumer Electronics Show). 행사에 앞서 우리 생활을 바꿀 만한 혁신 기술과 기기들을 선정하는 'CES 혁신상'에 당당이 이름을 올린 중소기업이 있다. 

깨지기 쉽고, 굴곡진 표면 가공이 어려웠던 열전소자를 얇은 구리판과 폴리머 재질을 조합해 유연열전소자를 개발했다. 이는 열전소자의 혁명으로 불리게 됐다. 유연열전소자는 부드럽고 가벼워 모든 제품은 물론 산업에 적용이 가능하기 때문이다. 

김강희 대표는 "기존의 딱딱한 세라믹 열적소자로는 적용하는 데 한계가 있지만 유연열전소자는 응용범위가 무한대로 늘어날 수 있다"며 "기술 희소성이 높은 만큼 성장 잠재력도 크다"고 밝혔다. 

◆ 기술연구→제품개발→사업화로···"기술만은 살리자는 마음으로 도전" 

이경수 CTO는 "열전현상은 일찍이 발견됐지만 그 쓰임은 1920년대 들어와서나 이뤄졌고, 활용 범위도 항공우주 분야로 한정됐다. 국가별로도 연구 결과를 공유하지 않았을 정도였다. 1990년대 중반이 돼서야 상용화되기 시작됐지만 그 시장은 그리 크지 못했다"고 말했다. 

연구팀은 산업체가 요구하는 구부러지는 열전소자를 개발해야 했다. 고심 끝에 찾은 해답은 메탈 시계 줄이었다. 딱딱한 재료라도 작은 조작으로 이어 붙이면 구부러질 수 있었다. 유레카 같은 발견으로 테그웨이는 전원이 없이도 온도 차이를 이용해 전기를 만들어 내는 기술을 갖게 됐다. 이는 2015년 유네스코가 '세상을 바꿀 10대 기술'로 인정했다. 

이 CTO는 "열전 소자를 유연하게 만들기 위해 유기물 등을 섞기도 하는데 그럼 불순물로 인해 성능이 떨어질 수 있다. 반면 작게 자른 열전소자를 붙여 밴드처럼 만들면 본래 성능을 유지하면서 곡면 등에 부착이 가능하다"고 설명했다. 

이후 2년은 원천기술을 활용해 응용제품을 만드는데 주력했다. 먼저 유연열전소자를 활용한 온 서머리얼(ThermoReal·온도실감장치) 기술을 VR(가상현실)·AR(증강현실) 게임에 적용했다.

사용자가 온도 촉각(햅틱) 장치를 잡고 가상현실 속으로 들어가면 게임 속 캐릭터가 불, 얼음 등을 사용자에게 공격을 가하면 실제처럼 뜨겁고 차가운 정도를 실제처럼 느낄 수 있게 된다. 

이 CTO는 "2년 동안 개발해 세상에 소자를 공개했지만, 사람들이 어떻게 써야 하는지를 모르는 상황이었다. 그래서 응용제품을 만들고 직접 소개하게 됐다"며 "세상에 알리는 작업을 하니 사람들이 관심을 갖기 시작했다"고 말했다. 

동화책에도 접목해 화재가 났을 때 소방관이 불을 끄는 과정에도 온도 변화도 체험해 볼 수 있다. 이는 다양한 환경을 경험하게 되는 소방대원 훈련 교육에도 쓰였다. 위험한 상황을 미리 가상으로 체험할 수 있게 된다. 

응용제품은 '다이내믹 서머(Dynamic Thermo)' 시리즈로 확대해 두피마사지를 시장에 출시했다. 또 냉열 스마트 고데기, 뷰티 미용 마스크, 냉온 관절마사지기 등의 제품도 개발하고 있다. 두피 냉 마사지 기구인 닥터쿨러(dr.cooler)는 두피를 차갑게 해 모근 세포의 활성을 도와주는 데, 충전식으로 휴대가 편해 언제 어디서나 두피 관리가 가능하다. 

이 CTO는 "기존 온열 혹은 냉열 마사지 제품이 정적이라면 유연열전소자는 동적인 특징이 있다. 고온과 저온을 수시로 오갈 수 있어 기존 제품과는 차별화된 제품을 만들어 낼 수 있다"고 밝혔다. 

'액티브 서머(Active Thermo)' 시리즈 제품도 개발 중이다. 작은 휴대형 에어컨과 같은 이 제품에는 자동차 핸들 및 시트, 차량온도관리시스템, 쿨링 안전모, 쿨링 조끼, 쿨링 침구류 등이 포함된다. 

그 밖에도 산업 응용으로 사출금형산업용 온도컨트롤 장치 등도 개발했다. 이 장치는 금형의 온도를 급격히 조정함으로써, 생산성과 품질을 향상할 수 있다. 김 대표는 "또 금형에서 현재 수냉식 방식은 에너지 소비가 크지만 열전소자를 활용하면 빠르고 에너지 소비도 줄여 냉각이 가능하다"고 말했다.

최근 2년은 상용화를 통한 몸짓 키우기에 집중하고 있다. 지난해 김 대표가 영입된 가장 큰 이유이기도 하다. 그는 "기업의 존재는 이익을 남겨야 한다. 이익이 나려면 좋은 제품이 나와야 한다. 오는 2023년까지 매출 800억, 영업이익 20% 이상을 달성하고자 한다"고 말했다. 

◆ "세상을 바꾸고, 인류를 위한 기술되길"

김 대표와 이경수 CTO는 테그웨이가 '인류를 위한 기업'이 되길 한 목소리로 기대한다. 유연열전소자를 활용한 제품이 생활 속에서 손쉽게 쓰이며 언제 어디서나 필요한 역할을 하길 바란다. 

이 CTO는 "우리 삶 속에 우리 제품이 함께 하길 바란다. 자동차를 사면 핸들과 시트에 쿨링 시스템이, 머리 모양을 내는데 쓰이는 고데기, 더운 날씨를 쾌적하게 할 목 밴드, 건강을 위한 마사지기기, 온도를 느끼는 게임기 등 모두가 사용하는 시대가 오길 꿈꾼다"고 밝혔다. 

김 대표는 좋은 제품이 인류에게 쓰이고 이를 통해 기업도 성장할 수 있길 바랐다. 또한 김 대표와 이 CTO는 기업이 성장 할 수 있었던 중요한 이유 중 하나로 기업에 대한 지원이라 말하며 기업 지원 프로그램 등이 활발해 지길 원했다.  

김 대표는 "원천기술 개발 시기에는 이익이 발생할 수 없기에 정부 등 기업에 대한 지원이 필요하다. 이런 지원은 경제적인 부분도 있지만 기업 홍보에도 큰 역할을 한다. 한국탄소나노산업협회의 실증지원사업도 큰 도움이 됐다. 닥터쿨러도 한국탄소나노산업협회의 지원으로 세상에 나올 수 있었다"며 "우리뿐만 아니라 다른 기업들도 성장을 위한 지원 제도를 통해 성장하길 바란다"고 덧붙였다. 

사업화를 본격화 한 테그웨이가 그리는 미래는 무궁무진하다. 생활 용품에서 산업 전반까지 인류의 삶을 풍요롭게 하는 혁신적인 솔루션을 제시하는 기업이 될 것으로 기대해 본다.