ბრაზილია არის ნიობიუმის უდიდესი მწარმოებელი მსოფლიოში და ფლობს პლანეტის აქტიური მარაგების დაახლოებით 98 პროცენტს. ეს ქიმიური ელემენტი გამოიყენება ლითონის შენადნობებში, განსაკუთრებით მაღალი სიმტკიცის ფოლადში და მაღალტექნოლოგიური აპლიკაციების თითქმის შეუზღუდავი მასივში მობილური ტელეფონებიდან თვითმფრინავის ძრავებამდე. ბრაზილია ექსპორტს ახორციელებს მის მიერ წარმოებული ნიობიუმის უმეტეს ნაწილს ისეთი საქონლის სახით, როგორიცაა ფერონიობიუმი.

კიდევ ერთი ნივთიერება ბრაზილიას ასევე აქვს დიდი რაოდენობით, მაგრამ ნაკლებად გამოიყენება არის გლიცერინი, ნავთობისა და ცხიმების საპონიფიკაციის გვერდითი პროდუქტი საპნისა და სარეცხი საშუალებების ინდუსტრიაში და ტრანსესტერიფიკაციის რეაქციების ბიოდიზელის ინდუსტრიაში. ამ შემთხვევაში სიტუაცია კიდევ უფრო უარესია, რადგან გლიცერინი ხშირად იყრება ნარჩენებად, ხოლო დიდი მოცულობის სათანადო განადგურება რთულია.

ბრაზილიაში, სან-პაულოს შტატში, ABC-ის ფედერალურ უნივერსიტეტში (UFABC) ჩატარებულმა კვლევამ ნიობიუმი და გლიცერინი გააერთიანა საწვავის უჯრედების წარმოების პერსპექტიულ ტექნოლოგიურ გადაწყვეტაში. სტატია, რომელიც აღწერს კვლევას, სახელწოდებით „ნიობიუმი აძლიერებს ელექტროკატალიტიკურ Pd აქტივობას ტუტე პირდაპირი გლიცეროლის საწვავის უჯრედებში“, გამოქვეყნებულია ChemElectroChem-ში და გამოქვეყნებულია ჟურნალის გარეკანზე.

„პრინციპში, უჯრედი იმუშავებს გლიცერინით მომუშავე ბატარეის მსგავსად, რათა დატენოს პატარა ელექტრონული მოწყობილობები, როგორიცაა მობილური ტელეფონები ან ლეპტოპები. მისი გამოყენება შესაძლებელია იმ ადგილებში, რომლებიც არ არის დაფარული ელექტრო ქსელით. მოგვიანებით ტექნოლოგია შეიძლება ადაპტირდეს ელექტრო მანქანების გასაშვებად და სახლების ელექტრომომარაგებისთვისაც კი. გრძელვადიან პერსპექტივაში არის შეუზღუდავი პოტენციური აპლიკაციები“, - თქვა ქიმიკოსმა ფელიპე დე მოურა სოუზამ, სტატიის პირველმა ავტორმა. სოუზას აქვს პირდაპირი დოქტორის სტიპენდია სან პაულოს კვლევის ფონდიდან - FAPESP.

უჯრედში, ანოდში გლიცერინის დაჟანგვის რეაქციისგან მიღებული ქიმიური ენერგია და კათოდში ჰაერის ჟანგბადის შემცირება გარდაიქმნება ელექტროენერგიად, ნარჩენებად რჩება მხოლოდ ნახშირბადის აირი და წყალი. სრული რეაქციაა C3H8O3 (თხევადი გლიცეროლი) + 7/2 O2 (ჟანგბადის გაზი) → 3 CO2 (ნახშირბადის გაზი) + 4 H2O (თხევადი წყალი). პროცესის სქემატური წარმოდგენა ნაჩვენებია ქვემოთ.

„ნიობიუმი [Nb] მონაწილეობს პროცესში, როგორც თანაკატალიზატორი, ხელს უწყობს პალადიუმის [Pd] მოქმედებას, რომელიც გამოიყენება საწვავის უჯრედის ანოდად. ნიობიუმის დამატება პალადიუმის რაოდენობის განახევრების საშუალებას იძლევა, რაც ამცირებს უჯრედის ღირებულებას. ამავდროულად ის საგრძნობლად ზრდის უჯრედის ძალას. მაგრამ მისი მთავარი წვლილი არის პალადიუმის ელექტროლიტური მოწამვლის შემცირება, რაც გამოწვეულია შუალედური ნივთიერებების დაჟანგვის შედეგად, რომლებიც ძლიერად შეიწოვება უჯრედის ხანგრძლივ მუშაობაში, როგორიცაა ნახშირბადის მონოქსიდი“, - თქვა მაურო კოელიო დოს სანტოსმა, UFABC-ის პროფესორმა. სოუზას პირდაპირი დოქტორის დისერტაციის მრჩეველი და კვლევის მთავარი მკვლევარი.

გარემოსდაცვითი თვალსაზრისით, რომელიც უფრო მეტად, ვიდრე ოდესმე უნდა იყოს გადამწყვეტი კრიტერიუმი ტექნოლოგიური არჩევანისთვის, გლიცერინის საწვავის უჯრედი განიხილება სათნო გადაწყვეტად, რადგან მას შეუძლია შეცვალოს წვის ძრავები, რომლებიც იკვებება წიაღისეული საწვავებით.