Ethanol formation from CO2 hydrogenation at atmospheric pressure using Cu catalysts: Water as a key component

Autor(es)

Silva, Alisson H. M. da ; Vieira, Luiz H. ; Santanta, Cassia S. ; Koper, Marc T. M. ; Assaf, Elisabete M. ; Assaf, Jose M. ; Gomes, Janaina F.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL; v. 324, p. 11-pg., 2023-05-05.

Resumo

The catalytic conversion of CO2 can reduce its impact in the atmosphere and produce chemicals of industrial interest. Based on this, herein, ethanol formation from CO2 hydrogenation with water was studied. Inspired by CO2 electroreduction results, we show that ethanol can be formed at atmospheric pressure, using metallic Cu catalysts in the CO2 hydrogenation with water steam (CO2 + H-2 + H2O) with selectivity of 84% and productivity of similar to 2 mu mol.gcat(-1) .h(-1) at 190 degrees C. When only H2O is used (without H-2), the same trend was observed. To the best of our knowledge, ethanol is reported for the first time to be synthesized at atmospheric pressure, using only CO2 and water as reactants in a thermocatalytic process. H-1 NMR results showed that water (and deuterated water) hydrogenate CO2 to form ethanol. CO-DRIFTS analyses revealed that water enhances the carbon-metal strengthening and this can explain why ethanol production is favored during the CO2 hydrogenation. (AU)

• Processo FAPESP: 18/23601-3 - Múltiplas estratégias para converter CO2 a moléculas plataforma e produtos químicos de valor agregado: investigações catalíticas e eletrocatalíticas
• Beneficiário: Janaina Fernandes Gomes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa BIOEN - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 17/05241-7 - Produção de álcoois C2+OH a partir da hidrogenação do CO2 em catalisadores polifuncionais à base de Cu, Rh e Fe
• Beneficiário: Cássia Sidney Santana
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 18/24339-0 - Síntese de álcoois com dois ou mais carbonos pela conversão do CO2 via eletrocatálise
• Beneficiário: Cássia Sidney Santana
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Processo FAPESP: 17/08420-0 - Múltiplas estratégias para converter CO2 a moléculas plataforma e produtos químicos de valor agregado: investigações catalíticas e eletrocatalíticas
• Beneficiário: Janaina Fernandes Gomes
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 18/12021-6 - Oxidação parcial do metano a metanol utilizando catalisadores de metais nobres (Rh, Pd ou Pt) atomicamente dispersos na superfície de CeO2 mesoporosos dopados (Ce1-xMxO2, M=Zr, Sn ou La)
• Beneficiário: Luiz Henrique Vieira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 15/06246-7 - Aplicação do conceito de biorrefinaria a estações de tratamento biológico de águas residuárias: o controle da poluição ambiental aliado à recuperação de matéria e energia
• Beneficiário: Marcelo Zaiat
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 20/15230-5 - Centro de Pesquisa e Inovação de Gases de Efeito Estufa - RCG2I
• Beneficiário: Julio Romano Meneghini
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Centros de Pesquisa em Engenharia