Niobium a ddefnyddir fel catalydd mewn celloedd tanwydd

Brasil yw cynhyrchydd niobium mwyaf y byd ac mae'n dal tua 98 y cant o'r cronfeydd gweithredol ar y blaned.Defnyddir yr elfen gemegol hon mewn aloion metel, yn enwedig dur cryfder uchel, ac mewn amrywiaeth bron yn ddiderfyn o gymwysiadau uwch-dechnoleg o ffonau symudol i beiriannau awyrennau.Mae Brasil yn allforio'r rhan fwyaf o'r niobium y mae'n ei gynhyrchu ar ffurf nwyddau fel ferroniobium.

Sylwedd arall sydd gan Brasil hefyd mewn symiau helaeth, ond nid yw'n cael ei ddefnyddio ddigon yw glyserol, sgil-gynnyrch o saponification olew a braster yn y diwydiant sebon a glanedydd, ac o adweithiau trawsesterification yn y diwydiant biodiesel.Yn yr achos hwn, mae'r sefyllfa hyd yn oed yn waeth oherwydd bod glyserol yn aml yn cael ei daflu fel gwastraff, ac mae cael gwared ar gyfeintiau mawr yn briodol yn gymhleth.

Cyfunodd astudiaeth a berfformiwyd ym Mhrifysgol Ffederal yr ABC (UFABC) yn Nhalaith São Paulo, Brasil, niobium a glyserol mewn datrysiad technolegol addawol i gynhyrchu celloedd tanwydd.Mae erthygl sy'n disgrifio'r astudiaeth, o'r enw “Niobium yn gwella gweithgaredd Pd electrocatalytig mewn celloedd tanwydd glyserol uniongyrchol alcalïaidd,” yn cael ei chyhoeddi yn ChemElectroChem a'i chynnwys ar glawr y cyfnodolyn.

“Mewn egwyddor, bydd y gell yn gweithio fel batri tanwydd glyserol i ailwefru dyfeisiau electronig bach fel ffonau symudol neu liniaduron.Gellir ei ddefnyddio mewn ardaloedd nad ydynt wedi'u cynnwys yn y grid trydan.Yn ddiweddarach gellir addasu'r dechnoleg i redeg cerbydau trydan a hyd yn oed i gyflenwi pŵer i gartrefi.Mae yna geisiadau posib diderfyn yn y tymor hir, ”meddai’r fferyllydd Felipe de Moura Souza, awdur cyntaf yr erthygl.Mae gan Souza ysgoloriaeth doethuriaeth uniongyrchol gan Sefydliad Ymchwil São Paulo - FAPESP.

Yn y gell, mae ynni cemegol o'r adwaith ocsideiddio glyserol yn yr anod a gostyngiad ocsigen aer yn y catod yn cael ei drawsnewid yn drydan, gan adael dim ond nwy carbon a dŵr fel gweddillion.Yr adwaith cyflawn yw C3H8O3 (glyserol hylif) + 7/2 O2 (nwy ocsigen) → 3 CO2 (nwy carbon) + 4 H2O (dŵr hylif).Mae cynrychiolaeth sgematig o'r broses i'w gweld isod.

nb

“Mae Niobium [Nb] yn cymryd rhan yn y broses fel cyd-gatalydd, gan gynorthwyo gweithrediad y palladium [Pd] a ddefnyddir fel anod celloedd tanwydd.Mae ychwanegu niobium yn galluogi haneru swm y palladiwm, gan leihau cost y gell.Ar yr un pryd mae'n cynyddu pŵer y gell yn sylweddol.Ond ei brif gyfraniad yw gostyngiad yng ngwenwyno electrolytig y palladiwm sy'n deillio o ocsidiad canolradd sy'n cael ei amsugno'n gryf yng ngweithrediad hirdymor y gell, fel carbon monocsid," meddai Mauro Coelho dos Santos, athro yn UFABC , cynghorydd thesis ar gyfer doethuriaeth uniongyrchol Souza, a phrif ymchwilydd yr astudiaeth.

O safbwynt amgylcheddol, a ddylai fod yn faen prawf pendant yn fwy nag erioed ar gyfer dewisiadau technolegol, mae'r gell tanwydd glyserol yn cael ei hystyried yn ddatrysiad rhinweddol oherwydd gall ddisodli peiriannau hylosgi sy'n cael eu pweru gan danwydd ffosil.


Amser postio: Rhagfyr 30-2019