Сотрудники Федерального университета АВС в Бразилии объединили ниобий и глицерин для создания перспективной схемы производства недорогих топливных элементов. Статья исследователей опубликована в журнале ChemElectroChem.

Бразилия — крупнейший в мире производитель ниобия и владеет около 98% запасов этого элемента на планете. Изделия, содержащие этот металл, имеют множество применений — от сотовых телефонов до двигателей воздушных судов. Большую часть добываемого ниобия страна экспортирует за рубеж.

Другим веществом, которое производится Бразилией в больших количествах, но недостаточно используется, является глицерин — побочный продукт омыления масла и жира в мыловаренной промышленности и реакций переэтерификации в биодизельной промышленности. В этом случае ситуация еще хуже, потому что глицерин часто классифицируется как отход и выбрасывается в окружающую среду. А удалить его большие объемы оттуда очень сложно.

Исследователи Федерального университета АВС придумали способ совместного использования этих веществ, который позволяет не только уменьшить выбросы глицерина в окружающую среду, но и повысить распространенность альтернативных источников энергии в стране.

«Созданная нами ячейка работает благодаря реакции окисления глицерина кислородом воздуха, в ходе которой выделяется энергия. Ее мощности достаточно, чтобы зарядить небольшие электронные устройства, такие как сотовые телефоны или маломощные ноутбуки. Позже технологию можно будет адаптировать для управления электромобилями и даже для подачи электроэнергии в дома. В долгосрочной перспективе у нее есть неограниченные потенциальные применения», — заявил первый автор статьи Фелипе де Моура Соуза.

В результате реакции кроме электроэнергии в окружающую среду выходит только вода и углекислый газ. Ниобий участвует в этом процессе в качестве сокатализатора, способствуя действию палладия, используемого в качестве анода топливного элемента. Добавление ниобия позволяет уменьшить количество необходимого палладия в два раза, что снижает себестоимость ячейки.

В то же время ниобий значительно увеличивает мощность топливного элемента. Но основной вклад этого элемента — снижение электролитического отравления палладия, которое происходит в результате окисления промежуточных продуктов, таких как монооксид углерода. Они снижают производительность катализатора и эффективность процесса.