Brazilija yra didžiausia pasaulyje niobio gamintoja ir turi apie 98 procentus aktyvių atsargų planetoje. Šis cheminis elementas naudojamas metalų lydiniuose, ypač didelio stiprumo pliene, ir beveik neribotam aukštųjų technologijų pritaikymui nuo mobiliųjų telefonų iki orlaivių variklių. Brazilija didžiąją dalį gaminamo niobio eksportuoja kaip tokias prekes kaip feroniobis.

Dar viena medžiaga, kurią Brazilija taip pat turi dideliais kiekiais, tačiau nepakankamai naudojama, yra glicerolis, šalutinis aliejaus ir riebalų muilinimo produktas muilo ir ploviklių pramonėje bei peresterifikavimo reakcijų produktas biodyzelino pramonėje. Šiuo atveju padėtis dar blogesnė, nes glicerolis dažnai išmetamas kaip atliekos, o tinkamai išmesti didelius kiekius yra sudėtinga.

Tyrimas, atliktas Federaliniame ABC universitete (UFABC) San Paulo valstijoje, Brazilijoje, sujungė niobį ir glicerolį kaip perspektyvų kuro elementų gamybos technologinį sprendimą. Straipsnis, kuriame aprašomas tyrimas, pavadintas „Niobis padidina elektrokatalizinį Pd aktyvumą šarminiuose tiesioginio glicerolio kuro elementuose“, paskelbtas ChemElectroChem ir pateikiamas žurnalo viršelyje.

„Iš esmės ląstelė veiks kaip gliceroliu varoma baterija, kad būtų galima įkrauti mažus elektroninius prietaisus, tokius kaip mobilieji telefonai ar nešiojamieji kompiuteriai. Jis gali būti naudojamas vietose, kuriose nėra elektros tinklo. Vėliau technologija gali būti pritaikyta eksploatuoti elektra varomus automobilius ir net tiekti energiją namams. Ilgalaikėje perspektyvoje yra neribotų galimų pritaikymų“, – sakė pirmasis straipsnio autorius, chemikas Felipe de Moura Souza. Souza turi tiesioginę San Paulo tyrimų fondo FAPESP doktorantūros stipendiją.

Ląstelėje cheminė energija iš glicerolio oksidacijos reakcijos anode ir oro deguonies redukcijos katode paverčiama elektra, o likučiais lieka tik anglies dujos ir vanduo. Visa reakcija yra C3H8O3 (skystas glicerolis) + 7/2 O2 (deguonies dujos) → 3 CO2 (anglies dujos) + 4 H2O (skystas vanduo). Žemiau pateiktas schematiškas proceso vaizdas.

„Niobis [Nb] dalyvauja procese kaip kokatalizatorius, padedantis veikti paladžiui [Pd], naudojamam kaip kuro elemento anodas. Pridėjus niobio paladžio kiekį galima sumažinti perpus, o tai sumažina ląstelės kainą. Tuo pačiu metu tai žymiai padidina ląstelės galią. Tačiau pagrindinis jo indėlis yra paladžio apsinuodijimo elektrolitiniu būdu sumažinimas, atsirandantis oksiduojant tarpinius produktus, kurie stipriai adsorbuojasi ilgai veikiant ląstelei, pavyzdžiui, anglies monoksidą“, – sakė UFABC profesorius Mauro Coelho dos Santos. , Souzos tiesioginio daktaro disertacijos patarėjas ir pagrindinis tyrimo tyrėjas.

Aplinkosaugos požiūriu, kuris labiau nei bet kada turėtų būti lemiamas technologinio pasirinkimo kriterijus, glicerolio kuro elementas laikomas naudingu sprendimu, nes jis gali pakeisti vidaus degimo variklius, varomus iškastiniu kuru.