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Multi-approaches strategies for converting CO2 to platform molecules and value-added chemicals: catalysis and electrocatalysis investigations

Grant number: 18/23601-3
Support Opportunities:Scholarships in Brazil - BIOEN - Young Researchers
Start date: March 01, 2018
End date: January 28, 2019
Field of knowledge:Engineering - Chemical Engineering - Chemical Technology
Agreement: BE-BASIC Consortium
Principal Investigator:Janaina Fernandes Gomes
Grantee:Janaina Fernandes Gomes
Host Institution: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brazil
Associated research grant:17/08420-0 - Multi-approaches strategies for converting CO2 to platform molecules and value-added chemicals: catalysis and electrocatalysis investigations, AP.BIOEN.JP

Abstract

Estratégias para reduzir as emissões de CO2 e controlar o aumento dos níveis atmosféricos deste gás são urgentes. Uma abordagem promissora para ajudar a minimizar o acúmulo de CO2 na atmosfera e os correspondentes impactos ambientais negativos inclui o uso de CO2 como matéria-prima para produtos químicos, como combustíveis, por exemplo. Estes compostos podem ser sintetizados pela hidrogenação de CO2 através de catálise heterogénea ou eletrocatálise. Contudo, no estado-da-arte correspondente, os catalisadores utilizados na hidrogenação de CO2 apresentam baixa conversão de CO2, baixa seletividade à formação de um produto específico, baixa estabilidade nas condições de reação e/ou custos elevados. Portanto, é necessário o desenvolvimento de catalisadores mais eficientes, preferencialmente baseados em elementos não nobres. No presente projeto, propomos estratégias não convencionais envolvendo múltiplas abordagens que visam a transformação de CO2 em moléculas plataforma e em compostos C2+ de valor agregado via catálise heterogênea e eletrocatálise, empregando-se catalisadores compostos por cobre e ferro, elementos não nobres. Dentro deste projeto, pretendemos identificar potenciais semelhanças e discrepâncias entre os mecanismos de formação de ligações C-C e crescimento de cadeias de carbono correspondentes à hidrogenação catalítica e eletro-redução de CO2. Esta compreensão pode contribuir para a concepção futura de catalisadores com características específicas para a hidrogenação eficiente e seletiva de CO2 a produtos úteis em diferentes ambientes de reação (gás vs. fase líquida). O desenvolvimento de catalisadores eficientes à hidrogenação de CO2 a moléculas plataformas e produtos de valor agregado potencialmente poderia levar a aplicações com valor comercial na economia de base biológica, como, por exemplo, nas indústrias de açúcar e energia. (AU)

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Scientific publications (6)
(References retrieved automatically from Web of Science and SciELO through information on FAPESP grants and their corresponding numbers as mentioned in the publications by the authors)
DA SILVA, ALISSON H. M.; RAAIJMAN, STEFAN J.; SANTANA, CASSIA S.; ASSAF, JOSE M.; GOMES, JANAINA F.; KOPER, MARC T. M.. Electrocatalytic CO2 reduction to C2+ products on Cu and CuxZny electrodes: Effects of chemical composition and surface morphology. JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY, v. 880, . (17/05241-7, 17/08420-0, 15/06246-7, 18/23601-3, 18/24339-0)
DA SILVA, ALISSON H. M.; RAAIJMAN, STEFAN J.; SANTANA, CASSIA S.; ASSAF, JOSE M.; GOMES, JANAINA F.; KOPER, MARC T. M.. Reprint of "Electrocatalytic CO2 reduction to C2+ products on Cu and CuxZny electrodes: Effects of chemical composition and surface morphology". JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY, v. 896, p. 9-pg., . (18/23601-3, 17/05241-7, 18/24339-0, 17/08420-0, 15/06246-7)
SANTANA, CASSIA S.; SHINE, LUIZA S.; VIEIRA, LUIZ H.; PASSINI, RICARDO J.; URQUIETA-GONZALEZ, ERNESTO A.; ASSAF, ELISABETE M.; GOMES, JANAINA F.; ASSAF, JOSE M.. ffect of the Synthesis Method on Physicochemical Properties and Performance of Cu/ZnO/Nb2O5 Catalysts for CO2 Hydrogenation to Methano. Industrial & Engineering Chemistry Research, v. 60, n. 51, p. 18750-18758, . (18/23601-3, 17/05241-7, 19/08521-6, 17/08420-0)
DE PAULA, LUANA DO NASCIMENTO ROCHA; GOMES, JANAINA FERNANDES; ASSAF, JOSE MANSUR. Impact of the copper load on the performance of Cu/UiO-67 in CO2 hydrogenation to ethanol at atmospheric pressure. CATALYSIS TODAY, v. 444, p. 7-pg., . (17/08420-0, 22/10615-1, 20/15230-5, 18/23601-3)
SILVA, ALISSON H. M. DA; VIEIRA, LUIZ H.; SANTANTA, CASSIA S.; KOPER, MARC T. M.; ASSAF, ELISABETE M.; ASSAF, JOSE M.; GOMES, JANAINA F.. Ethanol formation from CO2 hydrogenation at atmospheric pressure using Cu catalysts: Water as a key component. APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL, v. 324, p. 11-pg., . (18/23601-3, 17/05241-7, 18/24339-0, 17/08420-0, 18/12021-6, 15/06246-7, 20/15230-5)
CALDEIRA, ANA C. R.; ALVES, HIGOR O.; DA SILVA, ALISSON H. M.; GOMES, JANAINA F.. Influence of water steam and copper oxidation state on the CO2 hydrogenation to ethanol over copper catalysts. CATALYSIS TODAY, v. 443, p. 6-pg., . (17/08420-0, 20/03475-3, 18/23601-3)