Brazílie je největším světovým producentem niobu a drží asi 98 procent aktivních zásob na planetě. Tento chemický prvek se používá ve slitinách kovů, zejména ve vysokopevnostní oceli, a v téměř neomezené řadě high-tech aplikací od mobilních telefonů po letecké motory. Brazílie vyváží většinu niobu, který produkuje, ve formě komodit, jako je feroniob.

Další látkou, kterou Brazílie má také v hojném množství, ale nedostatečně, je glycerol, vedlejší produkt zmýdelnění olejů a tuků v průmyslu mýdel a detergentů a transesterifikačních reakcí v průmyslu bionafty. V tomto případě je situace ještě horší, protože glycerol se často likviduje jako odpad a správná likvidace velkých objemů je složitá.

Studie provedená na Federální univerzitě ABC (UFABC) ve státě São Paulo v Brazílii spojila niob a glycerol ve slibné technologické řešení výroby palivových článků. Článek popisující studii s názvem „Niob zvyšuje elektrokatalytickou aktivitu Pd v alkalických přímých glycerolových palivových článcích“ je publikován v ChemElectroChem a je uveden na obálce časopisu.

„V principu bude článek fungovat jako glycerolová baterie pro dobíjení malých elektronických zařízení, jako jsou mobilní telefony nebo notebooky. Může být použit v oblastech, které nejsou pokryty elektrickou sítí. Později může být technologie přizpůsobena k provozu elektrických vozidel a dokonce k napájení domácností. Z dlouhodobého hlediska existují neomezené potenciální aplikace,“ řekl chemik Felipe de Moura Souza, první autor článku. Souza má přímé doktorandské stipendium od São Paulo Research Foundation — FAPESP.

V článku se chemická energie z oxidační reakce glycerolu v anodě a redukce vzdušného kyslíku na katodě přeměňuje na elektřinu, přičemž jako zbytky zůstává pouze uhlíkový plyn a voda. Kompletní reakce je C3H8O3 (kapalný glycerol) + 7/2 O2 (kyslíkový plyn) → 3 CO2 (uhlíkový plyn) + 4 H2O (kapalná voda). Schematické znázornění procesu je uvedeno níže.

„Niob [Nb] se účastní procesu jako ko-katalyzátor a napomáhá působení palladia [Pd] použitého jako anoda palivového článku. Přídavek niobu umožňuje snížit množství palladia na polovinu, čímž se snižují náklady na článek. Zároveň výrazně zvyšuje výkon článku. Ale jeho hlavním přínosem je snížení elektrolytické otravy palladia, která je výsledkem oxidace meziproduktů, které jsou při dlouhodobém provozu článku silně adsorbovány, jako je oxid uhelnatý,“ řekl Mauro Coelho dos Santos, profesor na UFABC. , poradce pro diplomovou práci pro Souzův přímý doktorát a hlavní řešitel studie.

Z hlediska životního prostředí, které by více než kdy jindy mělo být rozhodujícím kritériem pro výběr technologií, je glycerolový palivový článek považován za ctnostné řešení, protože může nahradit spalovací motory poháněné fosilními palivy.