Brazilië is 's werelds grootste producent van niobium en bezit ongeveer 98 procent van de actieve reserves op aarde. Dit chemische element wordt gebruikt in metaallegeringen, bijzonder hoogwaardig staal, en in een bijna onbeperkte reeks hightech-toepassingen, van mobiele telefoons tot vliegtuigmotoren. Brazilië exporteert het grootste deel van het niobium dat het produceert in de vorm van grondstoffen zoals ferroniobium.

Een andere stof die Brazilië ook in grote hoeveelheden heeft, maar te weinig gebruikt, is glycerol, een bijproduct van olie- en vetverzeping in de zeep- en wasmiddelenindustrie, en van omesteringsreacties in de biodieselindustrie. In dit geval is de situatie nog erger omdat glycerol vaak als afval wordt weggegooid, en het correct afvoeren van grote volumes is complex.

Een studie uitgevoerd aan de Federal University of the ABC (UFABC) in de staat São Paulo, Brazilië, niobium en glycerol gecombineerd in een veelbelovende technologische oplossing voor de productie van brandstofcellen. Een artikel waarin het onderzoek wordt beschreven, getiteld "Niobium verbetert de elektrokatalytische Pd-activiteit in alkalische directe glycerolbrandstofcellen, " is gepubliceerd in ChemElektroChem en stond op de omslag van het tijdschrift.

"In principe, de cel zal werken als een glycerol-aangedreven batterij om kleine elektronische apparaten zoals mobiele telefoons of laptops op te laden. Het kan worden gebruikt in gebieden die niet worden gedekt door het elektriciteitsnet. Later kan de technologie worden aangepast om elektrische voertuigen te laten rijden en zelfs om huizen van stroom te voorzien. Er zijn onbeperkte potentiële toepassingen op de lange termijn, " scheikundige Felipe de Moura Souza, eerste auteur van het artikel vertelde. Souza heeft een directe doctoraatsbeurs van de São Paulo Research Foundation-FAPESP.

In de cel, chemische energie van de glyceroloxidatiereactie in de anode en luchtzuurstofreductie in de kathode wordt omgezet in elektriciteit, waardoor alleen koolstofgas en water als residu achterblijven. De volledige reactie is C ₃ H ₈ O ₃ (vloeibare glycerol) + 7/2 O ₂ (zuurstofgas) → 3 CO ₂ (koolstofgas) + 4 H ₂ O (vloeibaar water). Een schematische weergave van het proces is hieronder weergegeven.

"Niobium [Nb] neemt als co-katalysator deel aan het proces, assisteren bij de werking van het palladium [Pd] dat wordt gebruikt als de brandstofcelanode. Door toevoeging van niobium kan de hoeveelheid palladium worden gehalveerd, de kosten van de cel verlagen. Tegelijkertijd verhoogt het de kracht van de cel aanzienlijk. Maar de belangrijkste bijdrage ervan is een vermindering van de elektrolytische vergiftiging van het palladium die het gevolg is van de oxidatie van tussenproducten die sterk worden geadsorbeerd bij langdurige werking van de cel, zoals koolmonoxide, " zei Mauro Coelho dos Santos, een professor aan de UFABC, scriptieadviseur voor het direct doctoraat van Souza, en hoofdonderzoeker voor het onderzoek.

Vanuit milieuoogpunt, die meer dan ooit een beslissend criterium zou moeten zijn voor technologische keuzes, de glycerol-brandstofcel wordt als een deugdzame oplossing beschouwd omdat deze verbrandingsmotoren kan vervangen die worden aangedreven door fossiele brandstoffen.