Бразилия ниобийдин дүйнөдөгү эң ири өндүрүүчүсү жана планетадагы активдүү запастардын 98 пайызына жакыны бар. Бул химиялык элемент металл эритмелеринде, өзгөчө күчтүү болотто жана уюлдук телефондордон учак кыймылдаткычтарына чейин дээрлик чексиз жогорку технологиялык колдонмолордо колдонулат. Бразилия өндүргөн ниобийдин көбүн феррониобий сыяктуу товарлар түрүндө экспорттойт.

Бразилиянын дагы бир заты да көп санда бар, бирок аз колдонулганы — самын жана жуучу каражаттар өнөр жайындагы май менен майдын сабындашуунун жана биодизель өнөр жайындагы трансэтерификация реакциясынын кошумча продуктусу болгон глицерин. Бул учурда абал андан да начар, анткени глицерин көбүнчө таштанды катары ыргытылат жана чоң көлөмдү туура утилизациялоо татаал.

Сан-Паулу штатындагы (Бразилия) ABC федералдык университетинде (UFABC) жүргүзүлгөн изилдөө күйүүчү май клеткаларын өндүрүү үчүн келечектүү технологиялык чечимде ниобий менен глицеринди бириктирген. «Ниобий щелочтуу түз глицерин күйүүчү май клеткаларында электрокаталитикалык Pd активдүүлүгүн жогорулатат» деп аталган изилдөөнү сүрөттөгөн макала ChemElectroChem журналында жарыяланган жана журналдын мукабасында басылган.

«Негизи, клетка уюлдук телефондор же ноутбуктар сыяктуу кичинекей электрондук шаймандарды заряддоо үчүн глицерин менен иштеген аккумулятор сыяктуу иштейт. Аны электр энергиясы менен камсыз кылбаган аймактарда колдонууга болот. Кийинчерээк технологияны электр унааларын иштетүүгө, ал тургай үйлөрдү электр энергиясы менен камсыздоого да ыңгайлаштырууга болот. Узак мөөнөттүү келечекте чексиз потенциалдуу колдонмолор бар», - деди химик Фелипе де Моура Соуза, макаланын биринчи автору. Соуза Сан-Паулу Изилдөө Фонду-FAPESP тарабынан түздөн-түз докторлук стипендиясы бар.

Клеткада аноддогу глицериндин кычкылдануу реакциясынын жана катоддо абанын кычкылтектин калыбына келишинен алынган химиялык энергия электр энергиясына айланып, калдык катары көмүртек газы менен суу гана калат. Толук реакция C3H8O3 (суюк глицерин) + 7/2 O2 (кычкылтек газы) → 3 CO2 (көмүртек газы) + 4 H2O (суюк суу). Процесстин схемалык сүрөттөлүшү төмөндө көрсөтүлгөн.

«Ниобий [Nb] процесске ко-катализатор катары катышып, күйүүчү май клеткасынын аноду катары колдонулган палладийдин [Pd] аракетине жардам берет. Ниобийдин кошулушу палладийдин көлөмүн эки эсе азайтып, клетканын баасын төмөндөтөт. Ошол эле учурда клетканын күчүн бир топ жогорулатат. Бирок анын негизги салымы – көмүртек кычкылы сыяктуу клетканын узак мөөнөттүү иштешинде күчтүү адсорбцияланган ортоңку заттардын кычкылданышынан келип чыккан палладийдин электролиттик уулануусун азайтуу”, - дейт UFABC профессору Мауро Коэльо дос Сантос. , Соузанын түздөн-түз докторлук диссертациясынын кеңешчиси жана изилдөөнүн башкы изилдөөчүсү.

Технологиялык тандоолор үчүн мурда болуп көрбөгөндөй чечүүчү критерий болушу керек болгон экологиялык көз караштан алганда, глицерин күйүүчү май клеткасы пайдалуу чечим болуп эсептелет, анткени ал күйүүчү майлар менен иштеген күйүүчү кыймылдаткычтарды алмаштыра алат.