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“특수강·배터리 원료 바나듐 연구 속도내야”

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“특수강·배터리 원료 바나듐 연구 속도내야”

2019.04.19 17:19
순도 95% 바나듐으로, 바나듐 가루에 강한 전자빔을 가해 가공해 만들었다. 사진제공 위키미디어
순도 95% 바나듐으로, 바나듐 가루에 강한 전자빔을 가해 가공해 만들었다. 사진제공 위키미디어

차세대 2차 전지 원료로 사용되는 고부가가치 광물 바나듐 확보에 정부가 적극적으로 나서야 한다는 주장이 나왔다.  바나듐은 원자번호 23번의 전이금속 화합물로, 색이 아름다워 제트엔진과 공구 등의 강철합금에 널리 쓰인다. 최근에는 지진에 대비하는 물질로도 많이 활용된다. 하지만 한국의 바나듐은 사실상 전량 수입에 의존하고 있다.

 

전호석 한국지질자원연구원 자원회수연구센터장은 18일 제주 메종글래드호텔에서 개최된 2019년 춘계지질과학기술 공동학술대회 특별세션 ‘에너지전환시대 바나듐 확보 및 활용 전략’에서 "한국은 2015년 기준으로 바나듐 산화물(오산화바나듐)은 세계 2위, 페로바나듐은 3위 수입국”이라며 "국가 에너지저장산업에서 고부가가치 광물인 바나듐의 확보와 활용을 위해 대책 마련이 필요하다"고 말했다. 

 
한국은 바나듐의 세계적 수입국이다. 바나듐은 광물의 종류에 따라 크게 두 가지로 나뉜다. 철과 결합해 있어 특수강 제조에 사용되고 있는 ‘페로바나듐’과, 페로바나듐을 포함해 다양한 바나듐을 생산해 여러 용도로 응용할 수 있는 ‘오산화바나듐’이다. 김 본부장은 "바나듐 산화물을 이용하면 철강, 용광로 노벽 보호제, 에너지저장시스템(ESS)등 다양한 용도로 활용이 가능하다"고 말했다. 바나듐은 특유의 안정성과 긴 수명을 이용한 차세대 배터리로도 개발되고 있어 수요는 더욱 늘 것으로 기대된다. 대용량 ESS의 유력한 후보 물질로 바나듐이 꼽힌다. 

 

김수경 지자연 광물자원연구본부장은 전화 통화에서 "중국에서 철근에 바나듐을 넣어 강도를 높인 건축재료 사용을 의무화하는 등 전 세계적으로 바나듐 수요가 높아질 것으로 예상된다"고 말했다.


 

바나듐 매장이 확인된 곳에 빨간 표시가 돼 있다. 하지만 정확한 매장량은 아직 알려지지 않았다. 연구자들은 매장량 확인과 개발 기술 연구가 필요하다고 주장하고 있다. 사진제공 한국지질자원연구원
바나듐 매장이 확인된 곳에 빨간 표시가 돼 있다. 하지만 정확한 매장량은 아직 알려지지 않았다. 연구자들은 매장량 확인과 개발 기술 연구가 필요하다고 주장하고 있다. 사진제공 한국지질자원연구원

국내에 바나듐이 전혀 없는 것은 아니다. 박인수 지자연 광물자원연구본부 책임연구원은 같은 세션 발표에서 “국내는 산화바나듐이 0.2~1% 함유돼 있는 함 바나듐 티탄철석 광물이 경기도 연천 지역에만 700만t 매장돼 있는 등 몇 지역에 부존 사실이 확인돼 있다”고 말했다. 김의준 지자연 자원탐사개발연구센터 책임연구원 역시 “소연평도와 볼음도, 강원도 홍천에 바나듐이 부존돼 있다”며 “정밀 매장량 평가를 위해 정밀한 지질, 지구물리탐사가 필요하다”고 주장했다. 

 

문제는 활용이다. 김 본부장은 "연천의 티타늄 광물을 개발하는 과정에서 바나듐의 존재가 확인됐는데, 지금은 정련이나 선광 없이 용광로 노벽 보호제용으로 값싸게 중국에 팔고 있는 실정"이라며 "특수강이나 ESS 전해질 등 더 고부가가치 용도로 쓸 수 있도록 선광, 정련 기술과 자원 개발이 필요하다"고 말했다. 현재는 연천의 바나듐 매장량도 직접 조사가 이뤄지지 못하고 있는 실정인 만큼, 조사부터 확실히 이뤄져야 한다는 지적도 나왔다. 

 

이날 세션에서 전 센터장은 “바나듐의 가격 급등하고 있는 만큼, 대체재로 초무연탄 등 다양한 품위의 광석에서 바나듐을 회수하는 방법을 포함하는 복합선별공정과 같이 경제성 있는 대량처리 선별공정을 개발해야 한다”고 소개했다. 정경우 자원회수연구센터 책임연구원은 티탄 철광에서 제련을 통해 바나듐 원료소재를 만드는 기술을 소개했다.


지자연은 국내 바나듐 광상의 부존량 측정기술 개발에 성공할 경우 중요한 광물자원의 원료를 확보할 수 있어 에너지 산업 분야의 원료 수입을 대체하는 효과를 가져올 것으로 기대하고 있다. 또 제련 기술과 분리정제기술, 산업소재화 기술 등을 개발해 에너지 저장 산업의 기술을 높일 수 있을 것으로 예상하고 있다.

 

김 본부장은 "국내에 바나듐이 어디에 얼마나 있는지 부존량을 정확히 평가하는 것만으로도 국가와 산업에 큰 도움이 될 것"이라며 "수 년 내로 바나듐 지도를 만들 수 있도록 연구할 계획"이라고 밝혔다. 김복철 한국지질자원연구원장은 "차세대 2차전지(배터리) 원료인 바나듐의 전주기적 기술개발을 강화해 국가 에너지자원을 안정적 확보하는 데 도움이 되도록 하겠다“고 말했다. 


 

 

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