Múltiplas estratégias para converter CO2 a moléculas plataforma e produtos químicos de valor agregado: investigações catalíticas e eletrocatalíticas

Resumo

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)