Brasilien är världens största producent av niob och har cirka 98 procent av de aktiva reserverna på planeten.Detta kemiska element används i metallegeringar, särskilt höghållfast stål, och i ett nästan obegränsat utbud av högteknologiska tillämpningar från mobiltelefoner till flygplansmotorer.Brasilien exporterar det mesta av niob som de producerar i form av råvaror som ferroniob.

Ett annat ämne Brasilien också har i stora mängder men underanvändning är glycerol, en biprodukt av förtvålning av olja och fett i tvål- och tvättmedelsindustrin, och av omförestringsreaktioner i biodieselindustrin.I det här fallet är situationen ännu värre eftersom glycerol ofta slängs som avfall, och korrekt bortskaffande av stora volymer är komplicerat.

En studie utförd vid Federal University of the ABC (UFABC) i delstaten São Paulo, Brasilien, kombinerade niob och glycerol i en lovande teknisk lösning för produktion av bränsleceller.En artikel som beskriver studien, med titeln "Niobium förstärker elektrokatalytisk Pd-aktivitet i alkaliska direkta glycerolbränsleceller", publiceras i ChemElectroChem och visas på omslaget till tidskriften.

"I princip kommer cellen att fungera som ett glyceroldrivet batteri för att ladda små elektroniska enheter som mobiltelefoner eller bärbara datorer.Den kan användas i områden som inte täcks av elnätet.Senare kan tekniken anpassas för att köra elfordon och till och med förse hem med ström.Det finns obegränsade potentiella tillämpningar i det långa loppet, säger kemisten Felipe de Moura Souza, första författare till artikeln.Souza har ett direkt doktorsstipendium från São Paulo Research Foundation—FAPESP.

I cellen omvandlas kemisk energi från glyceroloxidationsreaktionen i anoden och luftens syrereduktion i katoden till elektricitet och lämnar endast kolgas och vatten som rester.Den fullständiga reaktionen är C3H8O3 (flytande glycerol) + 7/2 O2 (syregas) → 3 CO2 (kolgas) + 4 H2O (flytande vatten).En schematisk representation av processen visas nedan.

"Niobium [Nb] deltar i processen som en co-katalysator, som hjälper verkan av palladium [Pd] som används som bränslecellsanod.Tillsatsen av niob gör att mängden palladium kan halveras, vilket sänker kostnaden för cellen.Samtidigt ökar det cellens kraft avsevärt.Men dess huvudsakliga bidrag är en minskning av den elektrolytiska förgiftningen av palladium som är ett resultat av oxidation av intermediärer som är starkt adsorberade i långtidsdrift av cellen, såsom kolmonoxid, säger Mauro Coelho dos Santos, professor vid UFABC , avhandlingsrådgivare för Souzas direkta doktorsexamen och huvudforskare för studien.

Ur miljösynpunkt, som mer än någonsin borde vara ett avgörande kriterium för tekniska val, anses glycerolbränslecellen vara en dygdig lösning eftersom den kan ersätta förbränningsmotorer som drivs av fossila bränslen.