희토류 대체제, 바나듐 광물에 대해 알아보자

바나듐은 고강도 합금과 화학산업 촉매제로 사용되는 금속 광물로 리튬이온전지를 대체할 에너지 저장장치 원료로 주목받고 있으며 리튬과 함께 차세대 2차 전지 배터리 재료 시장을 양분할 것으로 기대되고 있다. 미중 무역 갈등 속에 희토류를 대체할 수 있는 희귀 금속으로 바나듐이 주목받고 있다. 희귀 금속 바나듐에 대해 알아보자.

 

 

 

 

 

희토류에 대해 알아보기↓

희토류 뜻, 특징, 사용처에 대해 알아보자

 

 

 

 

바나듐이란?

 

 

 단단하면서도 뛰어난 전이 금속으로 다양한 산업에 활용되고 있다. 강철에 바나듐을 아주 적은 양만 첨가해도 강도를 크게 높일 수 있는데 이런 특성을 활용해 포드는 자동차를 대량 생산 할 수 있었다. 또한 연성과 전성이 좋아 가공이 수월하며 황산이나 염산, 강알칼리 등을 만나도 부식하지 않는 뛰어난 내부식성을 가지고 있다.

 

 

 

 

 

 

바나듐 장점

 

 

리튬에 비해 안전한 2차 전지를 만들 수 있고 철과 섞으면 탄성을 획기적으로 높일 수 있어 활용가능성이 풍부한 광물자원이다. 

 

바나듐은 무엇보다 최근 화재사고를 일으키며 문제 되고 있는 에너지 저장 시스템(ESS)에 적용할 수 있는 안전한 재료라는 점이다. ESS는 여러 가지 방식으로 전기를 저장하는데 가장 널리 쓰이는 것이 리튬이온 배터리다. 

 

리튬이온 배터리는 충격을 받게 되면 전해질 사이를 막아주는 분리막이 찢어져 양극가 음극이 닿으면 폭발할 우려가 있지만 바나듐은 전해약이 배관을 타고 흘러가며 이온을 나르기 때문에 두 극이 만날 일이 없어 폭발할 염려가 없다. 

 

 

 

 

 

 

바나듐 배터리 종류

 

 

▶ 바나듐 레독스 흐름 배터리

 

양극과 음극에 사용된 바나듐 전해액이 산화 또는 환원되면서 충전과 방전이 되는 원리로 작동한다. 현재는 중국과 미국 일본을 중심으로 태양광 같은 신재생에너지 사업에 에너지저장장치(ESS)로 바나듐 레독스 흐름 배터리를 사용하고 있는 추세다. 

 

 

▶ 바나듐이온 배터리

 

바나듐을 전해액 에너지로 사용하는 배터리로 간단히 VIB라고 부른다. VIB는 고효율과 고성능의 안전한 배터리이지만 VIB가 당장 리튬이온 배터리를 대체한다고 보기는 어렵다. 리튬이온 배터리는 소형으로 모바일 기기, 전기차 등에 적합하지만 VIB는 부피가 크기 때문에 당장 적용하기 어렵기 때문이다. 

 

 

 

 

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바나듐 전망

 

 

태양광, 풍력 같은 신재생 에너지는 전력을 일정하게 공급하기 위해서 에너지저장장치(ESS)가 꼭 필요하다. 현재는 주로 리튬이온배터리가 사용되고 있지만 신재생에너지 저장장치에 이용하기엔 적합하지 않다는 지적이 많다. 그 이유는 저장용량이 적어 화재 나 폭발의 위험성이 크기 때문이다. 

한국에너지공단은 바나듐 배터리가 오는 2028년까지 신재생에너지와 에너지저장장치 시장에서 최대 25%까지 차지할 것으로 전망하고 있다. 

 

우리나라는 현재 바나듐 연구과 활용에 있어 후발주자다. 하지만 지질자원연구원의 바나듐 전주기 연구개발을 통해 향후 연 3,000억 원이 넘는 바나듐의 수입대체는 물론 자원빈국인 국내 천연자원 분야에서 새로운 국부 창출이 기대된다. 

 

 

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※ 바나듐 관련 종목 : 유니온, 유니온머티리얼, EG, KC코트렐, KC그린홀딩스, 한창산, OCI, 롯데케미칼등이 있다.

 

 

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