Síntese de álcoois com dois ou mais carbonos pela conversão do CO2 via eletrocatálise

Resumo

A captura e a utilização do dióxido de carbono continuam a ser um desafio, enquanto a emissão e o acúmulo deste gás na atmosfera em grandes quantidades estão associadas à intensificação do efeito estufa. Levando-se em consideração estes desafios, a valorização do CO2 está ganhando interesse nas comunidades científica e industrial, pois traz benefícios econômicos e tem uma importância ambiental crescente. Uma abordagem promissora que contribui para minimizar o acúmulo de CO2 na atmosfera e os correspondentes impactos ambientais negativos incluem o uso de CO2 como matéria-prima para a síntese de produtos químicos. A conversão catalítica de CO2 em produtos valiosos, como os combustíveis, por exemplo, pode ser processada via catálise heterogênea pelas reações de hidrogenação do CO2 ou via eletrocatálise pela redução eletroquímica do CO2. O objetivo principal do projeto original da candidata é desenvolver e aplicar catalisadores à base de Cu, Rh e Fe à hidrogenação de CO2, visando à produção de álcoois com dois ou mais carbonos (C2+OH) via catálise heterogênea. Estes compostos também podem ser formados na fase líquida através da eletro-redução de CO2 em catalisadores à base de Cu. No presente projeto, propõe-se investigar a redução eletroquímica de CO2 em catalisadores à base de Cu, explorar possíveis intermediários e produtos da reação e identificar os fatores que influenciam o desempenho catalítico (atividade, seletividade e estabilidade) desses materiais na fase líquida. Dentro desta proposta, pretende-se identificar possíveis semelhanças e discrepâncias entre os mecanismos de formação do grupamento hidroxila, de formação das ligações C-C e de crescimento da cadeia carbônica correspondentes à hidrogenação catalítica do CO2 e à eletro-redução. Este entendimento mecanístico adicional pode contribuir para o futuro projeto de catalisadores com características específicas para hidrogenar, de forma eficiente e seletiva, o CO2 em produtos úteis em diferentes ambientes reacionais (fase gasosa vs. fase líquida).