Brazylia jest największym na świecie producentem niobu i posiada około 98 procent aktywnych rezerw na świecie. Ten pierwiastek chemiczny jest stosowany w stopach metali, zwłaszcza stali o wysokiej wytrzymałości, oraz w niemal nieograniczonej gamie zaawansowanych technologicznie zastosowań, od telefonów komórkowych po silniki lotnicze. Brazylia eksportuje większość produkowanego przez siebie niobu w postaci towarów takich jak żelazoniob.

Inną substancją, którą Brazylia również posiada w dużych ilościach, ale której nie wykorzystuje się w wystarczającym stopniu, jest glicerol, produkt uboczny zmydlania olejów i tłuszczów w przemyśle mydła i detergentów oraz reakcji transestryfikacji w przemyśle biodiesla. W tym przypadku sytuacja jest jeszcze gorsza, ponieważ glicerol jest często wyrzucany jako odpad, a właściwa utylizacja dużych ilości jest skomplikowana.

W badaniu przeprowadzonym na Uniwersytecie Federalnym ABC (UFABC) w stanie São Paulo w Brazylii połączono niob i glicerol w obiecującym rozwiązaniu technologicznym do produkcji ogniw paliwowych. Artykuł opisujący badanie, zatytułowany „Niob zwiększa aktywność elektrokatalityczną Pd w alkalicznych bezpośrednich glicerolowych ogniwach paliwowych”, został opublikowany w czasopiśmie ChemElectroChem i umieszczony na okładce czasopisma.

„Zasadniczo ogniwo będzie działać jak bateria glicerolowa, umożliwiając ładowanie małych urządzeń elektronicznych, takich jak telefony komórkowe czy laptopy. Można go stosować na terenach nieobjętych siecią elektroenergetyczną. Później technologię można będzie dostosować do napędzania pojazdów elektrycznych, a nawet do zasilania domów. Na dłuższą metę potencjalne zastosowania są nieograniczone” – powiedział chemik Felipe de Moura Souza, pierwszy autor artykułu. Souza jest stypendystką bezpośredniego doktoratu Fundacji Badawczej w São Paulo — FAPESP.

W ogniwie energia chemiczna pochodząca z reakcji utleniania glicerolu na anodzie i redukcji tlenu z powietrza na katodzie jest przekształcana w energię elektryczną, pozostawiając jedynie gazowy węgiel i wodę jako pozostałości. Całkowita reakcja to C3H8O3 (ciekła glicerol) + 7/2 O2 (gazowy tlen) → 3 CO2 (gaz węglowy) + 4 H2O (ciekła woda). Schematyczne przedstawienie procesu pokazano poniżej.

„Niob [Nb] uczestniczy w tym procesie jako kokatalizator, wspomagając działanie palladu [Pd] stosowanego jako anoda ogniwa paliwowego. Dodatek niobu umożliwia zmniejszenie o połowę ilości palladu, co obniża koszt ogniwa. Jednocześnie znacząco zwiększa moc ogniwa. Jednak jego głównym wkładem jest zmniejszenie zatrucia elektrolitycznego palladu, które wynika z utleniania półproduktów, które są silnie adsorbowane podczas długotrwałej pracy ogniwa, takich jak tlenek węgla” – powiedział Mauro Coelho dos Santos, profesor w UFABC , promotor bezpośredniego doktoratu Souzy i główny badacz badania.

Z punktu widzenia ochrony środowiska, który bardziej niż kiedykolwiek powinien być decydującym kryterium wyborów technologicznych, glicerynowe ogniwo paliwowe jest rozwiązaniem cnotliwym, ponieważ może zastąpić silniki spalinowe zasilane paliwami kopalnymi.