Η Βραζιλία είναι ο μεγαλύτερος παραγωγός νιοβίου στον κόσμο και κατέχει περίπου το 98 τοις εκατό των ενεργών αποθεμάτων στον πλανήτη. Αυτό το χημικό στοιχείο χρησιμοποιείται σε κράματα μετάλλων, ειδικά σε χάλυβα υψηλής αντοχής, και σε μια σχεδόν απεριόριστη σειρά εφαρμογών υψηλής τεχνολογίας από κινητά τηλέφωνα έως κινητήρες αεροσκαφών. Η Βραζιλία εξάγει το μεγαλύτερο μέρος του νιόβιου που παράγει με τη μορφή εμπορευμάτων όπως το φερρωνιόβιο.

Μια άλλη ουσία που η Βραζιλία έχει επίσης σε άφθονες ποσότητες αλλά υποχρησιμοποιείται είναι η γλυκερίνη, ένα υποπροϊόν της σαπωνοποίησης λαδιού και λίπους στη βιομηχανία σαπουνιού και απορρυπαντικών, και των αντιδράσεων μετεστεροποίησης στη βιομηχανία βιοντίζελ. Σε αυτή την περίπτωση η κατάσταση είναι ακόμη χειρότερη επειδή η γλυκερίνη συχνά απορρίπτεται ως απόβλητο και η σωστή διάθεση μεγάλων ποσοτήτων είναι πολύπλοκη.

Μια μελέτη που πραγματοποιήθηκε στο Ομοσπονδιακό Πανεπιστήμιο του ABC (UFABC) στην Πολιτεία του Σάο Πάολο της Βραζιλίας, συνδύασε το νιόβιο και τη γλυκερίνη σε μια πολλά υποσχόμενη τεχνολογική λύση για την παραγωγή κυψελών καυσίμου. Ένα άρθρο που περιγράφει τη μελέτη, με τίτλο «Το νιόβιο ενισχύει την ηλεκτροκαταλυτική δραστηριότητα Pd σε κυψέλες καυσίμου αλκαλικής άμεσης γλυκερόλης», δημοσιεύεται στο ChemElectroChem και εμφανίζεται στο εξώφυλλο του περιοδικού.

«Καταρχήν, η κυψέλη θα λειτουργεί σαν μια μπαταρία με γλυκερίνη για να επαναφορτίζει μικρές ηλεκτρονικές συσκευές όπως κινητά τηλέφωνα ή φορητούς υπολογιστές. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περιοχές που δεν καλύπτονται από το ηλεκτρικό δίκτυο. Αργότερα, η τεχνολογία μπορεί να προσαρμοστεί για τη λειτουργία ηλεκτρικών οχημάτων και ακόμη και για την παροχή ρεύματος στα σπίτια. Υπάρχουν απεριόριστες πιθανές εφαρμογές μακροπρόθεσμα», είπε ο χημικός Felipe de Moura Souza, ο πρώτος συγγραφέας του άρθρου. Ο Σόουζα έχει άμεση υποτροφία διδακτορικού από το Ίδρυμα Ερευνών του Σάο Πάολο-FAPESP.

Στο κύτταρο, η χημική ενέργεια από την αντίδραση οξείδωσης της γλυκερίνης στην άνοδο και η μείωση του οξυγόνου του αέρα στην κάθοδο μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια, αφήνοντας μόνο αέριο άνθρακα και νερό ως υπολείμματα. Η πλήρης αντίδραση είναι C3H8O3 (υγρή γλυκερίνη) + 7/2 O2 (αέριο οξυγόνο) → 3 CO2 (αέριο άνθρακα) + 4 H2O (υγρό νερό). Μια σχηματική αναπαράσταση της διαδικασίας φαίνεται παρακάτω.

«Το νιόβιο [Nb] συμμετέχει στη διαδικασία ως συν-καταλύτης, βοηθώντας τη δράση του παλλαδίου [Pd] που χρησιμοποιείται ως άνοδος κυψελών καυσίμου. Η προσθήκη νιοβίου επιτρέπει τη μείωση στο μισό της ποσότητας του παλλαδίου, μειώνοντας το κόστος του κυττάρου. Ταυτόχρονα αυξάνει σημαντικά τη δύναμη του κυττάρου. Αλλά η κύρια συμβολή του είναι η μείωση της ηλεκτρολυτικής δηλητηρίασης του παλλαδίου που προκύπτει από την οξείδωση των ενδιάμεσων που απορροφώνται έντονα στη μακροχρόνια λειτουργία του κυττάρου, όπως το μονοξείδιο του άνθρακα», δήλωσε ο Mauro Coelho dos Santos, καθηγητής στο UFABC. , σύμβουλος διατριβής για το άμεσο διδακτορικό του Σόουζα και κύριος ερευνητής για τη μελέτη.

Από περιβαλλοντικής σκοπιάς, που περισσότερο από ποτέ θα έπρεπε να αποτελεί αποφασιστικό κριτήριο για τεχνολογικές επιλογές, η κυψέλη καυσίμου γλυκερίνης θεωρείται μια ενάρετη λύση γιατί μπορεί να αντικαταστήσει τους κινητήρες εσωτερικής καύσης που τροφοδοτούνται από ορυκτά καύσιμα.