Brazilija je največja proizvajalka niobija na svetu in ima približno 98 odstotkov aktivnih zalog na planetu. Ta kemični element se uporablja v kovinskih zlitinah, zlasti v jeklu visoke trdnosti, in v skoraj neomejeni paleti visokotehnoloških aplikacij od mobilnih telefonov do letalskih motorjev. Brazilija izvozi večino niobija, ki ga proizvede, v obliki surovin, kot je feroniobij.

Druga snov, ki jo ima tudi Brazilija v velikih količinah, vendar premalo uporabljena, je glicerol, stranski produkt umiljenja olja in maščob v industriji mila in detergentov ter reakcij transesterifikacije v industriji biodizla. V tem primeru je situacija še slabša, ker se glicerol pogosto zavrže kot odpadek, pravilno odstranjevanje velikih količin pa je zapleteno.

Študija, izvedena na Zvezni univerzi ABC (UFABC) v državi São Paulo v Braziliji, je združila niobij in glicerol v obetavno tehnološko rešitev za proizvodnjo gorivnih celic. Članek z opisom študije z naslovom »Niobij povečuje elektrokatalitsko aktivnost Pd v alkalnih neposrednih glicerolnih gorivnih celicah« je objavljen v ChemElectroChem in predstavljen na naslovnici revije.

»Načeloma bo celica delovala kot glicerolska baterija za polnjenje majhnih elektronskih naprav, kot so mobilni telefoni ali prenosniki. Uporablja se lahko na območjih, ki niso pokrita z električnim omrežjem. Kasneje je mogoče tehnologijo prilagoditi za pogon električnih vozil in celo za oskrbo z električno energijo v domovih. Dolgoročno obstaja neomejeno število potencialnih aplikacij,« je povedal kemik Felipe de Moura Souza, prvi avtor članka. Souza ima neposredno doktorsko štipendijo São Paulo Research Foundation-FAPESP.

V celici se kemična energija iz reakcije oksidacije glicerola na anodi in redukcije kisika v zraku na katodi pretvori v električno energijo, pri čemer ostaneta le ogljikov plin in voda kot ostanka. Celotna reakcija je C3H8O3 (tekoči glicerol) + 7/2 O2 (kisik) → 3 CO2 (ogljikov plin) + 4 H2O (tekoča voda). Spodaj je prikazan shematski prikaz postopka.

»Niobij [Nb] sodeluje v procesu kot sokatalizator, ki pomaga pri delovanju paladija [Pd], ki se uporablja kot anoda gorivne celice. Dodatek niobija omogoča, da se količina paladija prepolovi, kar zniža stroške celice. Hkrati bistveno poveča moč celice. Toda njegov glavni prispevek je zmanjšanje elektrolitske zastrupitve paladija, ki je posledica oksidacije intermediatov, ki se močno adsorbirajo pri dolgotrajnem delovanju celice, kot je ogljikov monoksid,« je povedal Mauro Coelho dos Santos, profesor na UFABC. , svetovalec teze za Souzin neposredni doktorat in glavni raziskovalec študije.

Z okoljskega vidika, ki bi moral biti bolj kot kdaj koli prej odločilno merilo za tehnološke izbire, se glicerolska gorivna celica šteje za dobro rešitev, saj lahko nadomesti motorje z notranjim izgorevanjem, ki jih poganjajo fosilna goriva.