Brazília a világ legnagyobb nióbiumtermelője, és a bolygó aktív készleteinek körülbelül 98 százalékát birtokolja. Ezt a kémiai elemet fémötvözetek, különösen nagy szilárdságú acélok, és szinte korlátlan számú high-tech alkalmazásban használják a mobiltelefonoktól a repülőgép-hajtóművekig. Brazília az általa megtermelt nióbium nagy részét olyan áruk formájában exportálja, mint a ferronióbium.

Egy másik anyag Brazíliában szintén bőséges mennyiségben van, de nem használják fel a glicerint, amely az olaj- és zsírszappanosítás mellékterméke a szappan- és mosószeriparban, valamint az átészterezési reakciók a biodízeliparban. Ebben az esetben a helyzet még rosszabb, mert a glicerint gyakran hulladékként dobják ki, és a nagy mennyiségek megfelelő ártalmatlanítása bonyolult.

A brazíliai São Paulo államban az ABC Szövetségi Egyetemén (UFABC) végzett tanulmány a nióbiumot és a glicerint egy ígéretes technológiai megoldásban kombinálta az üzemanyagcellák gyártásával kapcsolatban. A tanulmányt leíró cikk „A nióbium fokozza az elektrokatalitikus Pd aktivitást lúgos direkt glicerines üzemanyagcellákban” címmel a ChemElectroChemben jelent meg, és a folyóirat borítóján szerepel.

„Elvileg a cella úgy fog működni, mint egy glicerinüzemű akkumulátor, amellyel kis elektronikai eszközöket, például mobiltelefonokat vagy laptopokat tölthet újra. Az elektromos hálózattal nem lefedett területeken is használható. Később a technológia adaptálható elektromos járművek üzemeltetésére, sőt akár otthonok áramellátására is. Hosszú távon korlátlan számú lehetséges alkalmazás létezik” – mondta Felipe de Moura Souza vegyész, a cikk első szerzője. Souza a São Paulo Research Foundation (FAPESP) közvetlen doktori ösztöndíjával rendelkezik.

A cellában az anódban a glicerin oxidációs reakciójából és a katódon a levegő oxigén redukciójából származó kémiai energia elektromos árammá alakul, így csak széngáz és víz marad maradékként. A teljes reakció: C3H8O3 (folyékony glicerin) + 7/2 O2 (oxigéngáz) → 3 CO2 (széngáz) + 4 H2O (folyékony víz). Az alábbiakban a folyamat sematikus ábrázolása látható.

„A nióbium [Nb] kokatalizátorként vesz részt a folyamatban, segítve az üzemanyagcella anódjaként használt palládium [Pd] működését. A nióbium hozzáadása lehetővé teszi a palládium mennyiségének felére csökkentését, ami csökkenti a cella költségét. Ugyanakkor jelentősen megnöveli a sejt teljesítményét. De fő hozzájárulása a palládium elektrolitikus mérgezésének csökkentése, amely a cella hosszú távú működése során erősen adszorbeálódó köztitermékek oxidációjából ered, mint például a szén-monoxid” – mondta Mauro Coelho dos Santos, az UFABC professzora. , Souza közvetlen doktori fokozatának tanácsadója és a tanulmány vezető kutatója.

Környezetvédelmi szempontból, amely minden eddiginél döntőbb kritériuma a technológiai döntéseknek, a glicerines üzemanyagcella jó megoldásnak tekinthető, mivel képes helyettesíteni a fosszilis tüzelőanyaggal hajtott belsőégésű motorokat.