Бразилия әлемдегі ниобийдің ең ірі өндірушісі болып табылады және планетадағы белсенді қорлардың шамамен 98 пайызына ие. Бұл химиялық элемент металл қорытпаларында, әсіресе жоғары берік болатта және ұялы телефондардан бастап ұшақ қозғалтқыштарына дейін шексіз дерлік жоғары технологиялық қосымшаларда қолданылады. Бразилия өндіретін ниобийдің көп бөлігін феррониобий сияқты тауарлар түрінде экспорттайды.

Бразилияның тағы бір заты көп мөлшерде бар, бірақ аз пайдаланатыны - сабын мен жуғыш заттар өнеркәсібіндегі май мен майдың сабындануының және биодизель өнеркәсібіндегі трансэтерификация реакцияларының жанама өнімі глицерин. Бұл жағдайда жағдай одан да нашар, өйткені глицерин көбінесе қалдық ретінде тасталады, ал үлкен көлемдегі заттарды дұрыс жою күрделі.

Сан-Паулу штатындағы (Бразилия) ABC федералдық университетінде (UFABC) жүргізілген зерттеу отын жасушаларын өндірудің перспективалы технологиялық шешіміне ниобий мен глицеринді біріктірді. Зерттеуді сипаттайтын мақала «Ниобий сілтілі тікелей глицеринді отын жасушаларында электрокаталитикалық Pd белсенділігін арттырады» деген тақырыппен ChemElectroChem журналында жарияланған және журналдың мұқабасында жарияланған.

«Негізінде ұяшық ұялы телефондар немесе ноутбуктер сияқты шағын электронды құрылғыларды зарядтау үшін глицеринмен жұмыс істейтін батарея сияқты жұмыс істейді. Оны электр желісімен қамтылмаған жерлерде пайдалануға болады. Кейінірек бұл технологияны электр көліктерін басқаруға және тіпті үйлерді электрмен жабдықтауға бейімдеуге болады. Ұзақ мерзімді перспективада шектеусіз әлеуетті қосымшалар бар », - деді химик Фелипе де Моура Соуза, мақаланың бірінші авторы. Соузаның Сан-Паулу зерттеу қорының тікелей докторлық стипендиясы бар - FAPESP.

Жасушада анодтағы глицериннің тотығу реакциясынан және катодтағы ауа оттегінің тотықсыздануынан болатын химиялық энергия электр энергиясына айналады да, қалдық ретінде тек көміртегі газы мен су қалады. Толық реакция C3H8O3 (сұйық глицерин) + 7/2 O2 (оттегі газы) → 3 CO2 (көміртек газы) + 4 H2O (сұйық су). Процестің схемалық көрінісі төменде көрсетілген.

«Ниобий [Nb] процесске кокатализатор ретінде қатысады, отын ұяшығы аноды ретінде пайдаланылатын палладий [Pd] әрекетіне көмектеседі. Ниобийдің қосылуы палладий мөлшерін екі есе азайтуға мүмкіндік береді, бұл жасушаның құнын төмендетеді. Сонымен қатар ол жасушаның қуатын айтарлықтай арттырады. Бірақ оның негізгі үлесі - көміртегі тотығы сияқты жасушаның ұзақ мерзімді жұмысында күшті адсорбцияланатын аралық өнімдердің тотығуынан туындайтын палладийдің электролиттік улануының төмендеуі», - деді UFABC профессоры Мауро Коэльо дос Сантос. , Соузаның тікелей докторлық диссертациясының кеңесшісі және зерттеудің негізгі зерттеушісі.

Технологиялық таңдаудың шешуші критерийі болуы керек қоршаған орта тұрғысынан глицеринді отын ұяшығы пайдалы шешім болып саналады, өйткені ол қазбалы отынмен жұмыс істейтін жану қозғалтқыштарын алмастыра алады.