Il Brasile è il maggior produttore mondiale di niobio e detiene circa il 98 percento delle riserve attive del pianeta. Questo elemento chimico è utilizzato nelle leghe metalliche, soprattutto acciaio ad alta resistenza, e in una gamma quasi illimitata di applicazioni high-tech dai telefoni cellulari ai motori degli aerei. Il Brasile esporta la maggior parte del niobio che produce sotto forma di materie prime come il ferroniobio.

Un'altra sostanza che anche il Brasile ha in quantità abbondanti ma sottoutilizzate è il glicerolo, un sottoprodotto della saponificazione di oli e grassi nell'industria dei saponi e dei detersivi, e delle reazioni di transesterificazione nell'industria del biodiesel. In questo caso la situazione è ancora peggiore perché il glicerolo viene spesso scartato come rifiuto, e il corretto smaltimento di grandi volumi è complesso.

Uno studio condotto presso l'Università Federale dell'ABC (UFABC) nello Stato di San Paolo, Brasile, combinato niobio e glicerolo in una promettente soluzione tecnologica per la produzione di celle a combustibile. Un articolo che descrive lo studio, intitolato "Il niobio migliora l'attività elettrocatalitica del Pd nelle celle a combustibile alcaline a glicerolo diretto, " è pubblicato in ChemElectroChem ed è apparso sulla copertina del giornale.

"In linea di principio, la cella funzionerà come una batteria alimentata a glicerolo per ricaricare piccoli dispositivi elettronici come telefoni cellulari o laptop. Può essere utilizzato in aree non coperte dalla rete elettrica. Successivamente la tecnologia può essere adattata per far funzionare veicoli elettrici e persino per fornire energia alle case. Ci sono potenziali applicazioni illimitate a lungo termine, " chimico Felipe de Moura Souza, primo autore dell'articolo raccontato. Souza ha una borsa di studio di dottorato diretta dalla São Paulo Research Foundation—FAPESP.

Nella cella, l'energia chimica dalla reazione di ossidazione del glicerolo nell'anodo e la riduzione dell'ossigeno dell'aria nel catodo viene convertita in elettricità, lasciando solo gas di carbonio e acqua come residui. La reazione completa è C ₃ h ₈ oh ₃ (glicerolo liquido) + 7/2 O ₂ (gas ossigeno) → 3 CO ₂ (gas di carbonio) + 4 H ₂ O (acqua liquida). Di seguito è riportata una rappresentazione schematica del processo.

"Il niobio [Nb] partecipa al processo come co-catalizzatore, coadiuvando l'azione del palladio [Pd] utilizzato come anodo della cella a combustibile. L'aggiunta di niobio permette di dimezzare la quantità di palladio, abbassando il costo della cella. Allo stesso tempo aumenta notevolmente la potenza della cella. Ma il suo contributo principale è una riduzione dell'avvelenamento elettrolitico del palladio che deriva dall'ossidazione di intermedi che sono fortemente adsorbiti nel funzionamento a lungo termine della cella, come il monossido di carbonio, " ha detto Mauro Coelho dos Santos, un professore all'UFABC, relatore di tesi per il dottorato diretto di Souza, e ricercatore principale per lo studio.

Dal punto di vista ambientale, che più che mai dovrebbe essere un criterio decisivo per le scelte tecnologiche, la cella a combustibile a glicerolo è considerata una soluzione virtuosa perché può sostituire i motori a combustione alimentati da combustibili fossili.