원소로 보는 화학사 Vol. 049. 원자번호 27번 ‘코발트’를 소개합니다.
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        화학이야기

        원소로 보는 화학사 Vol. 049. 원자번호 27번 ‘코발트’를 소개합니다.

        2019년 5월 8일

        원소롤 보는 화학사 원자번호 27번 '코발트'를 소개합니다.

        지난 시간에는 반도체, 합금, LED 모니터 소재 등 산업 분야에서 활약하며 적은 양으로 최고의 효과를 내 ‘금속 비타민’이라 불리는 인듐(ln, 원자번호 49번)을 소개해 드렸습니다. 이번 시간에는 고대에는 귀한 안료로, 현대에는 전기차 배터리의 핵심원료로 주목받고 있는 코발트(Co, 원자번호 27번)를 소개합니다.


        원자번호 27번 ‘코발트(Co)’를 소개합니다!

        코발트 Cobalt

        코발트 하면 짙은 푸른색의 ‘코발트블루’가 떠오르는데요. 원소 코발트 자체는 옅은 푸른색을 띠는 은회색 금속원소입니다. 우리가 흔히 접하는 코발트블루는 파란색 물감의 원료로 사용하기 위해 알루미늄과 결합한 산화물(CoAl2O4)입니다. 코발트는 구리, 니켈 등 다른 금속과 결합한 화합물 형태로 발견되는데 지각에 약 0.0025%만 존재해 예나 지금이나 비싼 몸값을 자랑합니다.

        원소 상태의 코발트는 광택이 있는 단단한 금속으로 철이나 니켈과 모양이나 성질이 비슷합니다. 공기 중에 방치해도 잘 부식되지 않으며 열에 강합니다. 또, 물에는 반응하지 않지만 묽은 산에는 천천히 용해됩니다. 코발트는 고온에서 정제해 사용하는 것이 일반적입니다. 녹인 유리에 코발트 산화물을 첨가하면 파랗게 변하는데 이미 고대부터 이란 및 이집트에서 ‘귀한 푸른색 안료’로 대접받으며 유리 및 도기 착색에 이용되어 왔습니다. 산업화를 통해 코발트는 재충전이 가능한 전지, 화학공업, 석유화학 산업과 제약 산업에서는 촉매, 의료계에서는 방사선 치료용인 방사선원으로 사용되는 등 여기저기에서 유용하게 쓰이고 있습니다.

        ‘코발트’의 발견과 원소명의 유래

        코발트 발견자

        처음부터 코발트가 좋은 평을 받았던 것은 아닙니다. 16세기에 독일 작센지방 광부들은 돌 사이에서 은을 채취 했는데, 이따금 은과 구분하기 어려운 은빛 금속 광석이 함께 섞여 나와 곤란을 겪었습니다. 게다가 이 불순물은 독성이 있는 증기를 뿜어냈죠. 광부들은 그 모습이 마치 ‘요괴’,’도깨비’와 같다고 하여 코볼트‘kobold(악귀·도깨비)’라는 이름을 붙였습니다. 당시에는 이 원소의 가치를 알아보지 못했던 것입니다.

        코발트가 원소로 인정받게 된 것은 1780년의 일입니다. 1735년 스웨덴의 화학자 게오르그 브란트(Georg Brandt, 1694~1768)가 파란 광석 속에서 코발트를 분리했지만 그를 비롯한 여러 화학자는 이를 철과 비소의 화합물이라 추측하고 원소로 여기지 않았습니다. 1780년이 되어서야 같은 스웨덴의 화학자 토르베른 올로프 베리만(Torbern Olof Bergman Bergman, 1735~1784)이 코발트를 새로운 원소로 인식했습니다.

        ‘코발트’는 어디에 사용될까요?

        코발트의 다양한 쓰임새

        20세기 초까지 코발트는 염료 외에는 다른 용도가 거의 없었습니다. 1903년 미국의 사업가 엘우드 헤인스가 매우 강한 코발트와 크롬 합금을 개발한 ‘스텔라이트’를 세상에 내놓으며 주목받기 시작했습니다. 대부분의 코발트는 제트엔진의 터빈 날개와 같이 강도가 높고 고온에서 잘 견디는 초합금에 주로 사용되고 있으며 영구자석에도 사용되고 있습니다.

        코발트는 전자 산업의 핵심인 리튬 이온 전지를 만드는 데도 사용됩니다. 리튬 이온 전지는 컴퓨터, 전자 제품, 카메라 등 일상용품뿐만 아니라 하이브리드 자동차, 전기 자동차 등 미래 기술의 주 동력원으로 활용되고 있는데 생산되는 코발트의 상당량이 이러한 리튬 이온 전지의 양극(+극)을 만드는 데 쓰입니다. 코발트는 스마트폰 10g, 노트북 28g, 전기자동차 한 대당 약 5~9kg가량의 리튬이온 배터리에 들어가 있다고 합니다. 코발트가 배터리의 원료로 사용되면서 2012년 이후 전 세계 코발트 수요는 연평균 8.8% 이상 성장해 왔습니다. 전기자동차와 사물인터넷 등 리튬이온 배터리의 수요 증가로 인해 코발트 수요는 더 늘어날 것으로 예상됩니다. 코발트는 리튬과 함께 전기차 배터리의 핵심 원료로 4차 산업혁명을 이끄는 ‘귀한 원소’로 사랑받고 있습니다.

        한눈에 보는 코발트

        오늘은 발견 당시에는 요괴의 소행이라 불렸으나 귀한 안료, 초합급, 자석, 4차 혁명을 이끄는 리튬이온배터리의 주요재료로 조명 받고 있는 코발트에 대해 소개해 드렸습니다. 다음 이 시간에는 ‘컬러TV와 컴퓨터 모니터, 절전형 형광등에서 붉은 빛을 내는데 쓰이는 원소 이트륨’에 대한 이야기를 들려 드리겠습니다.

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        <내용 출처> 누구나 쉽게 배우는 원소 (그림으로 배우는 118종 원소 이야기) /원소가 뭐길래 (일상 속 흥미진진한 화학 이야기) / Big Questions 118 원소 (사진으로 공감하는 원소의 모든 것)

         

         

        3개의 댓글이 있습니다.

          • LG화학 블로그지기

            안녕하세요. LG케미토피아 담당자입니다. 인물 이미지 부분은 너무 오래전 이미지이기 때문에 오해를 불러일으킬 수 있다고 판단되어 교체했습니다. LG화학 블로그에 많은 관심 주셔서 감사드리며 추후 자료 선별과정에서 오해를 줄일 수 있도록 진행할 예정입니다. 감사합니다.

        1. 김덕수

          잠비아산 코발트 광석을 수입한다면 판로가 있을까요? 물론 광석을 2차 가공도 가능합니다. 15%에서 35% 함유된 광석 자체이고요. 제련한다면 다른 금속들도 추출 가능하다고 알고 있습니다.


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