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

Još jedna tvar koju Brazil također ima u velikim količinama, ali se premalo koristi je glicerol, nusproizvod 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 zbrinjavanje velikih količina je složeno.

Studija provedena na Federalnom sveučilištu ABC (UFABC) u državi São Paulo, Brazil, spojila je niobij i glicerol u obećavajuće tehnološko rješenje za proizvodnju gorivih ćelija. Članak koji opisuje studiju, pod naslovom “Niobij pojačava elektrokatalitičku aktivnost Pd u alkalnim izravnim glicerolskim gorivim ćelijama,” objavljen je u ChemElectroChem i prikazan na naslovnici časopisa.

“U principu, ćelija će raditi kao glicerolska baterija za ponovno punjenje malih elektroničkih uređaja poput mobitela ili prijenosnih računala. 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. Dugoročno gledano, postoje neograničene potencijalne primjene,” rekao je kemičar Felipe de Moura Souza, prvi autor članka. Souza ima izravnu stipendiju za doktorat od São Paulo Research Foundation—FAPESP.

U ćeliji se kemijska energija iz reakcije oksidacije glicerola na anodi i redukcije kisika iz zraka na katodi pretvara u električnu energiju, ostavljajući samo ugljični plin i vodu kao ostatke. Potpuna reakcija je C3H8O3 (tekući glicerol) + 7/2 O2 (kisik) → 3 CO2 (ugljik) + 4 H2O (tekuća voda). Dolje je prikazan shematski prikaz procesa.

„Niobij [Nb] sudjeluje u procesu kao kokatalizator, pomažući djelovanje paladija [Pd] koji se koristi kao anoda gorive ćelije. Dodatak niobija omogućuje prepolovljenje količine paladija, čime se smanjuje cijena ćelije. Istodobno značajno povećava snagu stanice. Ali njegov je glavni doprinos smanjenje elektrolitskog trovanja paladijem koje je rezultat oksidacije intermedijera koji se snažno adsorbiraju u dugotrajnom radu ćelije, kao što je ugljikov monoksid,” rekao je Mauro Coelho dos Santos, profesor na UFABC-u. , savjetnik za Souzin izravni doktorat i glavni istraživač studije.

S ekološkog stajališta, koje bi više nego ikad trebalo biti odlučujući kriterij za tehnološke izbore, glicerolske gorivne ćelije smatraju se dobrim rješenjem jer mogu zamijeniti motore s izgaranjem na fosilna goriva.