Brasil es el mayor productor mundial de niobio y posee alrededor del 98 por ciento de las reservas activas del planeta. Este elemento químico se utiliza en aleaciones metálicas, especialmente acero de alta resistencia, y en una gama casi ilimitada de aplicaciones de alta tecnología, desde teléfonos móviles hasta motores de aviones. Brasil exporta la mayor parte del niobio que produce en forma de productos básicos como el ferroniobio.

Otra sustancia que Brasil también tiene en grandes cantidades pero infrautilizada es el glicerol, un subproducto de la saponificación de aceites y grasas en la industria del jabón y los detergentes, y de reacciones de transesterificación en la industria del biodiesel. En este caso, la situación es aún peor porque el glicerol a menudo se desecha como residuo y la eliminación adecuada de grandes volúmenes es compleja.

Un estudio realizado en la Universidad Federal del ABC (UFABC), en el estado de São Paulo, Brasil, combinó niobio y glicerol en una prometedora solución tecnológica para la producción de pilas de combustible. Un artículo que describe el estudio, titulado "El niobio mejora la actividad electrocatalítica de Pd en pilas de combustible alcalinas de glicerol directo", se publica en ChemElectroChem y aparece en la portada de la revista.

“En principio, la celda funcionará como una batería alimentada con glicerol para recargar pequeños dispositivos electrónicos como teléfonos móviles o portátiles. Se puede utilizar en zonas no cubiertas por la red eléctrica. Posteriormente, la tecnología podrá adaptarse para hacer funcionar vehículos eléctricos e incluso para suministrar energía a los hogares. Las aplicaciones potenciales a largo plazo son ilimitadas”, dijo el químico Felipe de Moura Souza, primer autor del artículo. Souza tiene una beca de doctorado directa de la Fundación de Investigación de São Paulo—FAPESP.

En la celda, la energía química de la reacción de oxidación del glicerol en el ánodo y la reducción del oxígeno del aire en el cátodo se convierte en electricidad, dejando solo gas de carbono y agua como residuos. La reacción completa es C3H8O3 (glicerol líquido) + 7/2 O2 (gas oxígeno) → 3 CO2 (gas carbono) + 4 H2O (agua líquida). A continuación se muestra una representación esquemática del proceso.

“El niobio [Nb] participa en el proceso como cocatalizador, ayudando a la acción del paladio [Pd] utilizado como ánodo de la pila de combustible. La adición de niobio permite reducir a la mitad la cantidad de paladio, lo que reduce el coste de la célula. Al mismo tiempo aumenta significativamente la potencia de la célula. Pero su principal contribución es la reducción del envenenamiento electrolítico del paladio, que resulta de la oxidación de intermediarios fuertemente adsorbidos en el funcionamiento prolongado de la celda, como el monóxido de carbono”, afirmó Mauro Coelho dos Santos, profesor de la UFABC. , asesor de tesis de doctorado directo de Souza e investigador principal del estudio.

Desde el punto de vista medioambiental, que más que nunca debería ser un criterio decisivo para las elecciones tecnológicas, la pila de combustible de glicerol se considera una solución virtuosa porque puede sustituir a los motores de combustión impulsados ​​por combustibles fósiles.