Visual mostra os processos envolvidos na produção de C3 – C6 ésteres de acetato da redução eletrocatalítica de monóxido de carbono em uma célula de montagem de eletrodo de membrana. Crédito:Angewandte Chemie International Edition
Químicos da Universidade Nacional de Cingapura descobriram como ésteres de acetato podem ser eletrossintetizados a partir de água e monóxido de carbono de maneira ambientalmente sustentável.
A redução eletrocatalítica de dióxido de carbono ou monóxido de carbono usando eletricidade renovável é um método de fabricação verde promissor para a produção de produtos químicos. Até agora, uma ampla gama de produtos carbonáceos, incluindo álcoois, hidrocarbonetos e ácidos carboxílicos, foi fabricado usando este método. Curiosamente, os ésteres, uma importante família de compostos orgânicos, não foram formados da mesma maneira. Existem muitos usos para ésteres, alguns dos quais incluem solventes e lubrificantes. Eles são produzidos classicamente através de reações estequiométricas, como a esterificação de Fischer. Os reagentes de partida são tipicamente derivados de recursos fósseis, e resíduos químicos são gerados após a reação, o que torna o processo ambientalmente hostil.
Uma equipe de pesquisa liderada pelo professor associado Yeo Boon Siang (Jason) do Departamento de Química da NUS em colaboração com o Dr. Sumit Verma e o Dr. Ramesha Ganganahalli da empresa internacional de energia Shell descobriu como C
3 —C
6 ésteres de acetato podem ser eletrossintetizados a partir de monóxido de carbono e água usando catalisadores de cobre em um conjunto de eletrodos de membrana. Acetato de etila e acetato de propila podem ser produzidos com uma eficiência Faradaica total (FE) de cerca de 22% e com uma densidade de corrente de até 55 mA/cm
2
, juntamente com pequenas quantidades de acetato de metila e acetato de butila. Os ésteres foram produzidos através da reação de adição de etenona (H
2 C=C=O) e álcoois produzidos durante a redução de CO. A condição de reação quase livre de água e o alto nível de pH local desempenham papéis fundamentais na formação dos ésteres.
A NUS e a Shell concordaram no início do ano passado em desenvolver conjuntamente processos para criar combustíveis verdes e produtos químicos para a indústria de energia.
O professor Yeo disse:"Este trabalho é resultado da colaboração entre NUS e Shell para criar produtos químicos de forma sustentável. Nossa equipe conseguiu desenvolver um processo eletroquímico para fazer ésteres usando matérias-primas renováveis, como monóxido de carbono e água".
Com base nas descobertas da pesquisa de seu trabalho, a equipe de pesquisa planeja desenvolver catalisadores com maior eficiência de conversão de éster.
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