Um estudo do Centro de Tecnologia Integrada e Síntese Orgânica (CiTOS) demonstra como o carbonato de glicerol, um aditivo industrial de origem biológica, pode ser produzido em tempo recorde usando CO₂ e um subproduto da indústria de reciclagem de óleo de cozinha.



Este estudo, realizado em colaboração com uma equipe do Centro de Estudos e Pesquisa em Macromoléculas (CERM) no âmbito de uma Ação de Pesquisa Concertada e publicado na Angewandte Chemie International Edition , estabelece as bases para a produção industrial contínua.

As directivas ambiciosas de I&D e de produção na Europa estão a estimular a integração de tecnologias inovadoras para reduzir o impacto ambiental e para se afastar de uma dependência exclusiva de recursos petroquímicos. Neste contexto, investigadores do CiTOS, liderados por Jean-Christophe Monbaliu, estão a desenvolver novos processos que privilegiam moléculas derivadas de biomassa.

O glicerol é o principal alvo entre essas moléculas de base biológica devido à sua abundância. O glicerol é derivado principalmente da indústria de biodiesel e da reciclagem de óleo de cozinha; o seu baixo valor económico relegou-o até agora à condição de resíduo. Outro desperdício que se tornou o inimigo público número um, o CO₂ , é um efluente gasoso industrial com baixo valor econômico.

Combinando suas respectivas áreas de especialização, as equipes do CiTOS (química orgânica de fluxo contínuo em reatores micro/mesofluídicos e atualização de compostos de base biológica) e do CERM (síntese de materiais orgânicos a partir de CO₂ ) estão desenvolvendo novos métodos para valorizar glicerol e CO₂ em direção a moléculas de alto valor agregado.

Carbonato de glicerol, que formalmente resulta da condensação de glicerol e CO₂ , tornou-se recentemente uma estrela em ascensão. Oferece várias vantagens sobre outros carbonatos à base de petróleo, como carbonatos de etileno e propileno, que são os principais transportadores de eletrólitos em baterias de lítio.

A sua inflamabilidade significativamente menor poderia reduzir significativamente os riscos de incêndio inerentes a estas baterias. O carbonato também pode ser usado como biolubrificante, agente de formulação ou solvente verde alternativo. “Apesar desse potencial, o mercado atual de carbonato de glicerol continua muito limitado”, comenta Jean-Christophe Monbaliu. "A principal razão é que os atuais processos de produção são lentos e caros. Nosso trabalho está em processo de mudar isso."

O trabalho é baseado em uma abordagem híbrida que combina química orgânica fundamental e aplicada:um estudo detalhado do mecanismo através da química quântica e sua implantação sob condições mesofluídicas convergem para um processo intensificado único. O processo, validado à escala piloto, transforma um derivado direto do glicerol, nomeadamente o glicidol, na presença de CO₂ e um catalisador orgânico em carbonato de glicerol.

A eficiência do processo, que é concluído em menos de 30 segundos, supera em muito todos os processos atuais de produção de carbonato de glicerol. “Essas métricas favoráveis ​​abrem perspectivas sem precedentes para uma potencial industrialização futura”, conclui Jean-Christophe Monbaliu.

Mais informações: Claire Muzyka et al, Processo de Fluxo Contínuo Intensificado para a Produção Escalável de Carbonato de Glicerol de Base Biológica, Angewandte Chemie Edição Internacional (2024). DOI:10.1002/anie.202319060
Informações do diário: Angewandte Chemie Edição Internacional

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