ब्राज़ील दुनिया में नाइओबियम का सबसे बड़ा उत्पादक है और ग्रह पर लगभग 98 प्रतिशत सक्रिय भंडार रखता है। इस रासायनिक तत्व का उपयोग धातु मिश्र धातुओं, विशेष रूप से उच्च शक्ति वाले स्टील और सेल फोन से लेकर विमान इंजन तक उच्च तकनीक अनुप्रयोगों की लगभग असीमित श्रृंखला में किया जाता है। ब्राजील अपने द्वारा उत्पादित अधिकांश नाइओबियम को फेरोनियोबियम जैसी वस्तुओं के रूप में निर्यात करता है।

ब्राजील में एक अन्य पदार्थ भी प्रचुर मात्रा में है, लेकिन इसका कम उपयोग हो रहा है, वह है ग्लिसरॉल, जो साबुन और डिटर्जेंट उद्योग में तेल और वसा के साबुनीकरण और बायोडीजल उद्योग में ट्रांसएस्टरीफिकेशन प्रतिक्रियाओं का उपोत्पाद है। इस मामले में स्थिति और भी बदतर है क्योंकि ग्लिसरॉल को अक्सर अपशिष्ट के रूप में त्याग दिया जाता है, और बड़ी मात्रा का उचित निपटान जटिल होता है।

ब्राजील के साओ पाउलो राज्य में फेडरल यूनिवर्सिटी ऑफ एबीसी (यूएफएबीसी) में किए गए एक अध्ययन में ईंधन कोशिकाओं के उत्पादन के लिए एक आशाजनक तकनीकी समाधान में नाइओबियम और ग्लिसरॉल को मिलाया गया। अध्ययन का वर्णन करने वाला एक लेख, जिसका शीर्षक है "नाइओबियम क्षारीय प्रत्यक्ष ग्लिसरॉल ईंधन कोशिकाओं में इलेक्ट्रोकैटलिटिक पीडी गतिविधि को बढ़ाता है," केमइलेक्ट्रोकेम में प्रकाशित हुआ है और जर्नल के कवर पर दिखाया गया है।

“सैद्धांतिक रूप से, सेल सेल फोन या लैपटॉप जैसे छोटे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को रिचार्ज करने के लिए ग्लिसरॉल-ईंधन वाली बैटरी की तरह काम करेगा। इसका उपयोग उन क्षेत्रों में किया जा सकता है जो बिजली ग्रिड से कवर नहीं हैं। बाद में इस तकनीक को इलेक्ट्रिक वाहन चलाने और यहां तक ​​कि घरों में बिजली की आपूर्ति करने के लिए भी अपनाया जा सकता है। लंबे समय में असीमित संभावित अनुप्रयोग हैं, ”लेख के पहले लेखक, रसायनज्ञ फेलिप डी मौरा सूजा ने बताया। सूजा के पास साओ पाउलो रिसर्च फाउंडेशन-एफएपीईएसपी से सीधी डॉक्टरेट छात्रवृत्ति है।

कोशिका में, एनोड में ग्लिसरॉल ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया और कैथोड में वायु ऑक्सीजन की कमी से रासायनिक ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित किया जाता है, जिससे केवल कार्बन गैस और पानी अवशेष के रूप में बचता है। पूरी प्रतिक्रिया C3H8O3 (तरल ग्लिसरॉल) + 7/2 O2 (ऑक्सीजन गैस) → 3 CO2 (कार्बन गैस) + 4 H2O (तरल पानी) है। प्रक्रिया का एक योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व नीचे दिखाया गया है।

“नाइओबियम [एनबी] सह-उत्प्रेरक के रूप में प्रक्रिया में भाग लेता है, ईंधन सेल एनोड के रूप में उपयोग किए जाने वाले पैलेडियम [पीडी] की क्रिया में सहायता करता है। नाइओबियम मिलाने से पैलेडियम की मात्रा आधी हो जाती है, जिससे सेल की लागत कम हो जाती है। साथ ही यह कोशिका की शक्ति को भी काफी बढ़ा देता है। लेकिन इसका मुख्य योगदान पैलेडियम के इलेक्ट्रोलाइटिक विषाक्तता में कमी है जो मध्यवर्ती पदार्थों के ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप होता है जो कोशिका के दीर्घकालिक संचालन में दृढ़ता से अवशोषित होते हैं, जैसे कि कार्बन मोनोऑक्साइड, ”यूएफएबीसी के एक प्रोफेसर माउरो कोएल्हो डॉस सैंटोस ने कहा। , सूजा के प्रत्यक्ष डॉक्टरेट के लिए थीसिस सलाहकार, और अध्ययन के लिए प्रमुख अन्वेषक।

पर्यावरणीय दृष्टिकोण से, जो पहले से कहीं अधिक तकनीकी विकल्पों के लिए एक निर्णायक मानदंड होना चाहिए, ग्लिसरॉल ईंधन सेल को एक अच्छा समाधान माना जाता है क्योंकि यह जीवाश्म ईंधन द्वारा संचालित दहन इंजनों को प्रतिस्थापित कर सकता है।