Brazil je najveći svjetski proizvođač niobija i drži oko 98 posto aktivnih rezervi na planeti. Ovaj hemijski element se koristi u metalnim legurama, posebno čeliku visoke čvrstoće, iu gotovo neograničenom nizu visokotehnoloških aplikacija od mobilnih telefona do motora aviona. Brazil izvozi većinu niobijuma koji proizvodi u obliku robe kao što je feroniobij.

Još jedna supstanca koju Brazil također ima u velikim količinama, ali se slabo koristi je glicerol, nusprodukt saponifikacije ulja i masti u industriji sapuna i deterdženata, te reakcija transesterifikacije u industriji biodizela. U ovom slučaju situacija je još gora jer se glicerol često baca kao otpad, a pravilno odlaganje velikih količina je složeno.

Studija izvedena na Federalnom univerzitetu ABC (UFABC) u državi Sao Paulo, Brazil, kombinuje niobij i glicerol u obećavajućem tehnološkom rješenju za proizvodnju gorivnih ćelija. Članak koji opisuje studiju pod naslovom “Niobij pojačava elektrokatalitičku aktivnost Pd u alkalnim direktnim glicerolnim gorivnim ćelijama” objavljen je u ChemElectroChem-u i nalazi se na naslovnici časopisa.

„U principu, ćelija će raditi kao baterija na glicerol za punjenje malih elektronskih uređaja kao što su mobilni telefoni ili laptopi. Može se koristiti u područjima koja nisu pokrivena električnom mrežom. Kasnije se tehnologija može prilagoditi za pokretanje električnih vozila, pa čak i za napajanje kućanstava. Postoje neograničene potencijalne primjene na duge staze”, rekao je kemičar Felipe de Moura Souza, prvi autor članka. Souza ima direktnu doktorsku stipendiju od São Paulo Research Foundation—FAPESP.

U ćeliji se kemijska energija iz reakcije oksidacije glicerola u anodi i redukcije kisika zraka u katodi pretvara u električnu energiju, ostavljajući samo ugljični plin i vodu kao ostatke. Kompletna reakcija je C3H8O3 (tečni glicerol) + 7/2 O2 (gasoviti kiseonik) → 3 CO2 (ugljenični gas) + 4 H2O (tečna voda). Šematski prikaz procesa je prikazan ispod.

„Niobijum [Nb] učestvuje u procesu kao kokatalizator, pomažući delovanju paladijuma [Pd] koji se koristi kao anoda gorivne ćelije. Dodatak niobijuma omogućava da se količina paladija prepolovi, smanjujući cijenu ćelije. Istovremeno značajno povećava snagu ćelije. Ali njegov glavni doprinos je smanjenje elektrolitičkog trovanja paladija koje je rezultat oksidacije intermedijara koji su snažno adsorbirani u dugotrajnom radu ćelije, kao što je ugljični monoksid”, rekao je Mauro Coelho dos Santos, profesor na UFABC. , savjetnik teze za Souzin direktni doktorat i glavni istraživač za studiju.

Sa stanovišta okoliša, koji bi više nego ikad trebao biti odlučujući kriterij za tehnološke izbore, glicerol gorivna ćelija smatra se vrlim rješenjem jer može zamijeniti motore s unutarnjim izgaranjem na fosilna goriva.