Niobium na ginamit bilang katalista sa fuel cell

Ang Brazil ay ang pinakamalaking producer ng niobium sa mundo at may hawak na 98 porsiyento ng mga aktibong reserba sa planeta.Ginagamit ang kemikal na elementong ito sa mga metal na haluang metal, lalo na ang mataas na lakas na bakal, at sa halos walang limitasyong hanay ng mga high-tech na aplikasyon mula sa mga cell phone hanggang sa mga makina ng sasakyang panghimpapawid.Iniluluwas ng Brazil ang karamihan sa niobium na ginagawa nito sa anyo ng mga kalakal tulad ng ferroniobium.

Ang isa pang substance ng Brazil ay mayroon din sa napakaraming dami ngunit hindi gaanong ginagamit ay glycerol, isang byproduct ng oil at fat saponification sa industriya ng sabon at detergent, at ng mga reaksyon ng transesterification sa industriya ng biodiesel.Sa kasong ito, ang sitwasyon ay mas malala pa dahil ang gliserol ay madalas na itinatapon bilang basura, at ang tamang pagtatapon ng malalaking volume ay kumplikado.

Ang isang pag-aaral na isinagawa sa Federal University of the ABC (UFABC) sa São Paulo State, Brazil, ay pinagsama ang niobium at glycerol sa isang promising teknolohikal na solusyon sa produksyon ng mga fuel cell.Isang artikulong naglalarawan sa pag-aaral, na pinamagatang "Niobium enhances electrocatalytic Pd activity in alkaline direct glycerol fuel cells," ay inilathala sa ChemElectroChem at itinampok sa pabalat ng journal.

"Sa prinsipyo, ang cell ay gagana tulad ng isang glycerol-fueled na baterya upang muling magkarga ng maliliit na elektronikong aparato tulad ng mga cell phone o laptop.Maaari itong gamitin sa mga lugar na hindi sakop ng grid ng kuryente.Sa ibang pagkakataon ang teknolohiya ay maaaring iakma upang magpatakbo ng mga de-kuryenteng sasakyan at maging upang magbigay ng kuryente sa mga tahanan.Mayroong walang limitasyong mga potensyal na aplikasyon sa katagalan, "sinabi ng chemist na si Felipe de Moura Souza, ang unang may-akda ng artikulo.Si Souza ay may direktang doctorate scholarship mula sa São Paulo Research Foundation—FAPESP.

Sa cell, ang kemikal na enerhiya mula sa glycerol oxidation reaction sa anode at air oxygen reduction sa cathode ay na-convert sa kuryente, na nag-iiwan lamang ng carbon gas at tubig bilang residues.Ang kumpletong reaksyon ay C3H8O3 (liquid glycerol) + 7/2 O2 (oxygen gas) → 3 CO2 (carbon gas) + 4 H2O (liquid water).Ang isang eskematiko na representasyon ng proseso ay ipinapakita sa ibaba.

nb

"Ang Niobium [Nb] ay nakikilahok sa proseso bilang isang co-catalyst, na tumutulong sa pagkilos ng palladium [Pd] na ginamit bilang fuel cell anode.Ang pagdaragdag ng niobium ay nagbibigay-daan sa dami ng palladium na mahati, na nagpapababa sa halaga ng cell.Kasabay nito ay makabuluhang pinatataas ang kapangyarihan ng cell.Ngunit ang pangunahing kontribusyon nito ay isang pagbawas sa electrolytic poisoning ng palladium na nagreresulta mula sa oksihenasyon ng mga intermediate na malakas na na-adsorbed sa pangmatagalang operasyon ng cell, tulad ng carbon monoxide, "sabi ni Mauro Coelho dos Santos, isang propesor sa UFABC , thesis adviser para sa direktang doctorate ni Souza, at punong imbestigador para sa pag-aaral.

Mula sa pananaw sa kapaligiran, na higit kailanman ay dapat maging mapagpasyang pamantayan para sa mga teknolohikal na pagpipilian, ang glycerol fuel cell ay itinuturing na isang magandang solusyon dahil maaari nitong palitan ang mga combustion engine na pinapagana ng fossil fuels.


Oras ng post: Dis-30-2019