바나듐 V

발견의 역사

바나듐은 두 번 발견되었다. 1801년 멕시코에서 일하던 스페인 출신 광물학자 안드레스 마누엘 델 리오는 갈색 납 광석(지금의 바나딘석)을 연구해 새 금속을 보고했다. 염이 여러 색을 띠어 처음에는 판크로뮴(모든 색)이라 불렀고, 가열하면 붉게 변해 다시 에리트로늄(붉은)이라 불렀다. 그러나 프랑스 화학자 이폴리트빅토르 콜레데코틸이 이 시료를 불순한 크로뮴일 뿐이라고 판단했고, 델 리오는 주장을 거두었다.

1830년 스웨덴의 화학자 닐스 가브리엘 세프스트룀이 타베리 광산의 철에서 새 원소를 찾아 바나듐이라 이름 지었다. 곧 프리드리히 뵐러가 바나듐과 델 리오의 에리트로늄이 같은 원소임을 보였다. 비교적 순수한 금속은 1867년 헨리 엔필드 로스코가 염화 바나듐을 수소로 환원해 처음 얻었다.

20세기 초 산업적 관심이 커졌으며, 헨리 포드의 모델 T는 차대에 바나듐강을 써서 강도와 가벼움을 함께 얻은 것으로 유명하다.

이름의 유래

세프스트룀은 원소의 화합물이 아름다운 색을 띠는 것을 기려, 아름다움과 관련된 여신 프레이야의 고대 노르드어 별칭 바나디스(Vanadís)에서 이름을 따왔다. 원소 기호는 V이며, 한국어 '바나듐'은 소리대로 옮긴 이름이다.

주요 용도

• 강철: 바나듐 대부분은 강철에 들어가며, 공구강, 송유관·교량용 고강도 저합금강, 철근 등에 쓰인다.
• 타이타늄 합금: 가장 흔한 항공용 타이타늄 합금 Ti-6Al-4V의 첨가 원소다.
• 촉매: 오산화 바나듐은 접촉법으로 황산을 만들 때 쓰는 촉매다.
• 에너지 저장: 바나듐 레독스 흐름 전지는 바나듐 용액 탱크에 전기를 저장하며, 수천 번 이상 충방전해도 성능이 잘 유지된다.

동위원소

자연 바나듐은 거의 전부 안정한 바나듐-51이다. 약 0.25%는 바나듐-50인데, 방사성이지만 반감기가 약 10¹⁷년으로 너무 길어 사실상 안정하다. 인공 동위원소 바나듐-48(반감기 약 16일)은 연구용 추적자로 쓰인다.

생활 속 원소

멍게류(피낭동물)의 일부는 혈구 속에 바나듐을 바닷물보다 수백만 배 높은 농도로 모으는데, 그 이유는 아직 논란이 있다. 바나듐이 사람에게 필수 원소인지는 확립되지 않았으며, 버섯·조개류·곡물에 미량 들어 있다.

바나듐은 원유와 석탄에도 들어 있다. 중유를 태울 때 나오는 오산화 바나듐 분진은 폐를 자극할 수 있어 작업장에서 관리한다.