Brazília je najväčším svetovým producentom nióbu a vlastní asi 98 percent aktívnych zásob na planéte. Tento chemický prvok sa používa v kovových zliatinách, najmä vo vysokopevnostnej oceli, a v takmer neobmedzenom rade špičkových aplikácií od mobilných telefónov po letecké motory. Brazília vyváža väčšinu nióbu, ktorý produkuje, vo forme komodít, ako je feroniób.

Ďalšou látkou, ktorú má Brazília vo veľkých množstvách, ale málo sa používa, je glycerol, vedľajší produkt zmydelňovania olejov a tukov v priemysle mydiel a detergentov a transesterifikačných reakcií v priemysle bionafty. V tomto prípade je situácia ešte horšia, pretože glycerol sa často likviduje ako odpad a správna likvidácia veľkých objemov je zložitá.

Štúdia vykonaná na Federálnej univerzite ABC (UFABC) v štáte São Paulo v Brazílii kombinovala niób a glycerol v sľubnom technologickom riešení výroby palivových článkov. Článok popisujúci štúdiu s názvom „Niób zvyšuje elektrokatalytickú aktivitu Pd v alkalických priamych glycerolových palivových článkoch“ je publikovaný v ChemElectroChem a uvedený na obálke časopisu.

„V princípe bude článok fungovať ako glycerolová batéria na dobíjanie malých elektronických zariadení, ako sú mobilné telefóny alebo notebooky. Môže byť použitý v oblastiach, ktoré nie sú pokryté elektrickou sieťou. Neskôr môže byť technológia prispôsobená na prevádzku elektrických vozidiel a dokonca aj na napájanie domácností. Z dlhodobého hľadiska existujú neobmedzené potenciálne aplikácie,“ povedal chemik Felipe de Moura Souza, prvý autor článku. Souza má priame doktorandské štipendium od výskumnej nadácie São Paulo – FAPESP.

V článku sa chemická energia z oxidačnej reakcie glycerolu v anóde a redukcie vzdušného kyslíka v katóde premieňa na elektrickú energiu, pričom ako zvyšky zostáva len uhlíkový plyn a voda. Kompletná reakcia je C3H8O3 (kvapalný glycerol) + 7/2 O2 (kyslíkový plyn) → 3 CO2 (uhlíkový plyn) + 4 H2O (kvapalná voda). Schematické znázornenie procesu je uvedené nižšie.

„Niób [Nb] sa zúčastňuje procesu ako ko-katalyzátor a napomáha pôsobeniu paládia [Pd] používaného ako anóda palivového článku. Pridanie nióbu umožňuje znížiť množstvo paládia na polovicu, čím sa znížia náklady na článok. Zároveň výrazne zvyšuje výkon bunky. Jeho hlavným prínosom je však zníženie elektrolytickej otravy paládia, ktorá je výsledkom oxidácie medziproduktov, ktoré sú silne adsorbované pri dlhodobej prevádzke článku, ako je oxid uhoľnatý,“ povedal Mauro Coelho dos Santos, profesor na UFABC. , poradca pre diplomovú prácu pre Souzov priamy doktorát a hlavný riešiteľ štúdie.

Z hľadiska životného prostredia, ktoré by viac ako kedykoľvek predtým malo byť rozhodujúcim kritériom pre výber technológií, sa glycerolový palivový článok považuje za účinné riešenie, pretože môže nahradiť spaľovacie motory poháňané fosílnymi palivami.