국내 연구진이 리튬이온전지의 대체재로 주목받고 있는 차세대 광물자원인 ‘바나듐’ 연구로 에너지저장산업의 핵심 원료 확보에 박차를 가한다.
19일 한국지질자원연구원(KIGAM·원장 김복철)에 따르면 전이금속 화합물 중에서도 가장 아름다운 색깔을 띠는 바나듐(V, 원자번호 23번)은 제트엔진, 공구 등 강철 합금에 주로 활용되고 있으며, 높은 안정성과 긴 수명으로 리튬이온전지의 대체재로 각광받고 있다.
최근 고강도 철강 소재의 수요가 증가하고 2차 전지 분야에서의 새로운 수요 발생으로, 경제성과 효율성을 동시에 갖춘 국내 바나듐 광물 개발을 통한 에너지저장산업의 차세대 원료 확보가 필요한 상황이다.
이에 지질자원연은 4차 산업혁명시대에 발맞춰 에너지 저장 광물의 확보 및 활용기술을 기관의 핵심역할로 선정하고, ‘미래 전략광물 3차원 정밀탐사 및 매장량 평가 기술’을 대표 연구역량으로 추진하고 있다.
특히 에너지저장시스템(ESS) 시장이 급격히 확장되고 있는 상황에서 리튬이온전지를 대체할 차세대 전략광물인 바나듐의 개발, 활용이 더욱 증가할 것으로 예상하고 있다.
바나듐은 국내에도 널리 분포하고 있는 것으로 알려져 있다. 경기도 포천과 연천의 함바나듐 티탄자철석 광상은 자철석과 티탄철석을 함유한 마그마의 축적으로 형성된 것으로 티탄철석 광석 내에 존재하고 있는 것으로 확인됐다.
함바나듐 티탄자철석 광상은 소연평도, 볼음도에 분포하고 있는 것으로, 충북 옥천 금산 지역에는 많은 양의 바나듐이 부존돼 있는 것으로 확인되나 현재 정확한 매장량과 경제성 여부는 파악되지 않고 있다.
지질자원연은 바나듐 광상의 3차원 정밀탐사와 광체 예측, 신뢰성 높은 매장량 평가를 통한 국내 바나듐의 정확한 부존량 산출을 목표로 핵심 기술 개발을 위해 노력하고 있다.
이를 위해 지질자원연은 17~20일 제주 메종글래드호텔에서 열리는 2019년 춘계 지질과학기술 공동학술대회에 참가했다.
지질자원연 광물자원연구본부 박인수 박사는바나듐 특별세션에서 ‘바나듐 산업 자원의 시장 동향 및 전망’을 주제로 에너지저장시스템 시장에서의 바나듐 레독스 흐름전지의 현황과 바나듐 자원의 특성, 응용분야, 수요 공급 현황 및 전망에 대해 발표했다.
지질자원연 김의준 박사는 ‘바나듐 광상 분류와 국내 정마그마형 Fe-Ti-V 광상의 현재’를 주제로, 바나듐 광화작용의 성인해석과 정밀 매장량 평가를 위한 반려암체의 정밀지질․지구물리탐사의 중요성을 알렸다.
지질자원연 전호석 자원회수연구센터장은 ‘바나듐 함유 광물로부터 바나듐 회수를 위한 선광기술 및 동향’ 발표를 통해 바나듐의 가격 급등에 따른 대체재로 다양한 품위의 광석(초무연탄 등)에서 바나듐을 회수하는 물리적 선별법(부유선별을 혼합한 복합선별공정 기술)을 소개하고, 국내 부존지역에서의 활용을 위한 경제성 있는 대량처리 선별공정의 개발 필요성을 강조했다.
지질자원연 정경우 박사는 ‘바나듐 원료소재 제조를 위한 제련기술 동향’을 소개하면서 티탄철광의 제련 공정을 중심으로 바나듐 원료소재 제조를 위한 제련공정 기술 개발에 대해서 살펴보고, 국내 부존 바나듐광의 개발 및 활용을 통한 국내 바나듐 산업의 발전 가능성을 제시했다.
지질자원연이 국내 바나듐 광상의 부존량 측정 기술 개발에 성공할 경우 국가 핵심 광물자원의 원료 확보와 에너지 산업 분야의 원료 수입 대체 효과 등 다양한 경제적․산업적 효과를 가져 올 것으로 예상된다.
김복철 원장은 “4차 산업혁명시대에 자원이 부족한 우리나라에 있어 고부가가치 광물인 바나듐의 확보와 활용은 국가 에너지저장산업에 있어 매우 중요한 역할을 할 것”이라며 “차세대 이차전지 원료인 바나듐의 전주기적 기술개발을 강화하는 등 국가 에너지자원의 안정적 확보를 위해 지원을 아끼지 않겠다“고 말했다.
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