Produção ecológica de ácido fórmico e hidrogénio a partir do produto residual glicerina
Novo processo de eletrólise poderá dar um importante contributo para a eletrificação da indústria química
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Os investigadores da Universidade Johannes Gutenberg de Mainz (JGU) desenvolveram um método que pode ser utilizado para produzir as matérias-primas ácido fórmico e hidrogénio a partir do produto residual glicerina. O ácido fórmico tem muitas utilizações industriais, enquanto o hidrogénio pode ser utilizado como fonte de energia para veículos, por exemplo. O novo método tem ainda a vantagem de funcionar com eletricidade e, por isso, pode ser utilizado de forma neutra em termos de CO2. A equipa de investigação publicou recentemente estes resultados na revista Advanced Energy Materials. "A abordagem que desenvolvemos pode dar um contributo importante para a eletrificação da indústria química, que as empresas estão atualmente a impulsionar em grande escala para reduzir as suas emissões de CO2", afirma o Prof. Dr. Carsten Streb, do Departamento de Química da JGU, que liderou o estudo. Carsten Streb, do Departamento de Química da JGU, que liderou o estudo. "Os processos que anteriormente tinham de ser realizados utilizando grandes quantidades de petróleo bruto ou gás natural poderiam então ser operados utilizando eletricidade sustentável."
Produção de ácido fórmico neutra em termos de CO2
A abordagem teve origem no já conhecido processo de eletrólise do hidrogénio, no qual a água é dividida em hidrogénio e oxigénio utilizando eletricidade. Na "eletrólise híbrida", os investigadores utilizam a glicerina como material de partida, juntamente com a água, que é produzida em grandes quantidades na produção de biodiesel, entre outras coisas. O ácido fórmico é então produzido como segundo produto, em vez de oxigénio. Normalmente, é produzido a partir de petróleo bruto, mas este processo está associado a elevadas emissões de CO2. "A produção eletroquímica de ácido fórmico a partir da glicerina, por outro lado, é neutra em termos de CO2 se for realizada com eletricidade verde", diz Streb. Quimicamente, os investigadores decompõem a glicerina, que tem três átomos de carbono, em ácido fórmico, com apenas um átomo de carbono, durante a eletrólise.
Novo catalisador desenvolvido
Os investigadores desenvolveram um novo catalisador para o novo método: Este implica que os dois metais, cobre e paládio, estejam muito próximos a nível atómico. "Não só desenvolvemos o catalisador, como também já temos uma boa compreensão do que o material faz e de como pode ser optimizado", diz Streb. Uma equipa colaboradora da Universidade Nacional de Ciência e Tecnologia de Taiwan contribuiu com resultados teóricos e experimentais.
Nas etapas seguintes, Streb e a sua equipa pretendem investigar a forma como o caro metal precioso paládio pode ser substituído por materiais mais baratos no catalisador. A produção de metanol também está na ordem do dia - afinal, a procura de metanol é consideravelmente maior do que a de ácido fórmico. A produção de metanol também está na ordem do dia - afinal, a procura de metanol é consideravelmente maior do que a de ácido fórmico.
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Publicação original
Soressa Abera Chala, Ekemena O. Oseghe, Keseven Lakshmanan, Marcel Langer, Katharina Potemkin, Paul Heim, Rongji Liu, Tobias Rios Studer, Meng‐Che Tsai, Kecheng Cao, Chun‐Chi Chang, Chia‐Yu Chang, Kevin Sowa, Elnaz Ebrahimi, Sarra Rahali, Simon T. Clausing, Sina Sadigh Akbari, Joachim Bansmann, Bing Joe Hwang, Carsten Streb; "Molecular Bottom‐Up Design of Single‐Site Copper‐Palladium Catalysts for Selective Glycerol Electro‐Oxidation"; Advanced Energy Materials, 2026-1-6
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