El vanadio es una vitamina industrial clásica; rara vez se usa por sí solo y se incorpora casi por completo al acero como aditivo de aleación, y sin embargo ejerce un efecto desproporcionado sobre las propiedades del acero. El acero es su mayor salida: añadir unas milésimas de vanadio al acero forma finas partículas de carbonitruro de vanadio que refinan los granos y proporcionan endurecimiento por precipitación, elevando mucho la resistencia y la tenacidad; el acero de hormigón de alta resistencia, el acero para tuberías de línea, el acero para carriles, el acero para engranajes de automóvil y el acero herramienta dependen todos del vanadio, y una gran parte del consumo mundial de vanadio va a la armadura y al acero de construcción. En el almacenamiento de energía, las baterías de flujo todo-vanadio han sido una estrella reciente: los iones de vanadio se almacenan en dos enormes tanques de electrolito, y la carga y descarga se basan en el cambio de valencia del vanadio, ofreciendo seguridad, larga vida y capacidad escalable linealmente; se usan ampliamente en el almacenamiento de energía de larga duración a escala de red y en el apoyo al apuntamiento de parada de parques eólicos y solares. En química y protección ambiental, el vanadio es el catalizador clave de la oxidación del dióxido de azufre a ácido sulfúrico por el proceso de contacto, y también se usa en ciertas síntesis orgánicas. El vanadio es insustituible en dos campos aparentemente no relacionados — acero y baterías — porque sus valencias variables producen tanto un endurecimiento por precipitación microscópica como un almacenamiento electroquímico reversible.
El pentóxido de vanadio (V2O5) es el compuesto de vanadio más importante, un cristal amarillo anaranjado que es a la vez la principal materia prima para extraer el vanadio metálico y el ferrovanadio, y el catalizador de la oxidación del SO2 en el ácido sulfúrico por contacto y la desulfuración del petróleo, además de un colorante para cerámica y vidrio. El dióxido de vanadio (VO2) tiene un comportamiento de transición de fase abrupto único: al calentarse cambia repentinamente de un estado aislante a un estado metálico, acompañado de un cambio brusco de la transmitancia infrarroja; se usa en ventanas inteligentes de ahorro energético, materiales de regulación infrarroja termorregulados e interruptores térmicos. El metavanadato de amonio (NH4VO3) es un intermediario en la extracción hidrometalúrgica del vanadio; tras precipitar desde la solución, se descompone térmicamente en pentóxido de vanadio, y también se usa como catalizador, mordiente y colorante cerámico. El ferrovanadio (FeV) es una aleación de vanadio y hierro que se carga directamente en los hornos durante la fabricación del acero para alearlo; es la forma principal en que el vanadio entra en la industria siderúrgica y se clasifica por contenido en vanadio, y se usa mucho en acero estructural, acero herramienta y acero para carriles. Más allá de las baterías de flujo todo-vanadio, el vanadio también se añade a las aleaciones madre vanadio-aluminio y a ciertas aleaciones de titanio, pero su uso combinado en acero y almacenamiento de energía representa la gran mayoría de su consumo total.
