Eletroredução de CO2 para geração de metanol, etanol e ácido fórmico

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ferreira, Letícia Henn, 1980-
Data de Publicação: 2011
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1614937
Resumo: Orientador: Rodnei Bertazzoli
id UNICAMP-30_0344b3aa105b0e6f8e5d76dd16facea7
oai_identifier_str oai::788571
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Eletroredução de CO2 para geração de metanol, etanol e ácido fórmicoCO2 electroreduction to methanol, ethanol and formic acid productionDióxido de carbonoMetanolEtanolÁcido fórmicoCarbon dioxideMethanolEthanolFormic acidOrientador: Rodnei BertazzoliTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: Com a necessidade de mitigação dos gases do efeito estufa, principalmente CO2 torna-se imprescindível o desenvolvimento de novas tecnologias que contribuam para uma menor emissão e, preferencialmente, para a conversão do CO2 a outros produtos. Este é o enfoque deste trabalho: estudar a viabilidade do processo de redução eletroquímica do CO2 para a sua transformação em metanol, etanol e ácido fórmico. Para isto, foram utilizados eletrodos de difusão gasosa (EDG), cuja permeabilidade foi maximizada através de planejamento experimental. Os eletrodos foram catalisados com Cu, Zn, CuO e ZnO, através da decomposição térmica do sal do metal. A caracterização eletroquímica foi feita por voltametria e a microestrutural, por difratometria de raios X e microscopia eletrônica de transmissão. Os eletrodos foram avaliados nas densidades de corrente catódica 50, 70, 100 e 150 mA cm-2 e nas temperaturas 20, 40 e 60 °C, com exceção do catalisado com zinco, estudado somente a 20 °C. Os produtos gerados foram monitorados por técnicas cromatográficas: cromatografia líquida de alta eficiência, para a quantificação do ácido fórmico, e cromatografia gasosa, com prévia extração dos alcoóis pela técnica de SPME (micro extração em fase sólida), para as quantificações do metanol e etanol. O uso dos EDGs catalisados com os metais Cu e Zn, nas condições do estudo, mostraram melhor desempenho para geração de acido fórmico, sendo a temperatura de 20 °C a mais adequada. Obteve-se uma eficiência máxima de 25% para a geração de acido fórmico no caso do EDG/Cu e 94% no caso do EDG/Zn. Os eletrodos catalisados com metais oxidados EDG/CuO e EDG/ZnO no entanto, mostraram maior seletividade para a geração de alcoóis como metanol e etanol, obtendo-se uma maior eficiência na temperatura de 40 °C, especificamente 39% de metanol e 46% de etanol com EDG/CuO e 34% de metanol, 70% de etanol e 24% de ácido fórmico com EDG/ZnO. Os catalisadores de óxidos foram importantes para a obtenção de metanol e etanol, assim como o aumento da temperatura aumentou a seletividade para o etanolAbstract: With the need for mitigation of greenhouse gases, especially CO2, it is essential to establish novel technologies towards low carbon emission industrial processes and preferably, for the conversion of CO2 to useful products. This is the focus of this work: to study the feasibility of the process of electrochemical reduction of CO2 to its conversion to methanol, ethanol and formic acid. For this, gas diffusion electrodes (GDE) were used, whose permeability was maximized through the experimental design. The electrodes were catalyzed with Cu, Zn, CuO and ZnO by thermal decomposition of metal salts. The electrochemical characterization was carried out by voltammetric experiments and microstructure was examined by X-ray diffraction and transmission electron microscopy. The electrodes were evaluated in electrolysis at cathodic current densities of 50, 70, 100 and 150 mA cm-2 and at temperatures of 20, 40 and 60 ?C, except for the electrode catalyzed with zinc, studied only at 20 ?C. The products were monitored by chromatographic techniques: high performance liquid chromatography to quantify formic acid concentration and gas chromatography preceded by the extraction of the alcohols by the SPME (solid phase micro extraction) technique for the quantification of methanol and ethanol. By using GDEs catalyzed with copper and zinc under the experimental conditions of the study, better performance for the generation of formic acid was achieved. The electrodes catalyzed with CuO and ZnO, showed greater selectivity for the generation of alcohols such as methanol and ethanol. Greater current efficiency was obtained at 40 ?C, specifically 39% for methanol and 46% for ethanol with GDE/CuO. On the other hand, using GDE/ZnO, current efficiency for conversion to methanol was 34%, 70% for ethanol and 24% for formic. The oxide catalysts (CuO and ZnO) were more appropriate for the conversion of CO2 to alcohols and increasing temperatures increased selectivity for ethanolDoutoradoMateriais e Processos de FabricaçãoDoutor em Engenharia Mecânica[s.n.]Bertazzoli, Rodnei, 1965-Tremiliosi Filho, GermanoRocha Filho, Romeu CardozoTomaz, EdsonRagnini, Christiane de Arruda RodriguesUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASFerreira, Letícia Henn, 1980-2011info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf134 p. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1614937FERREIRA, Letícia Henn. Eletroredução de CO2 para geração de metanol, etanol e ácido fórmico. 2011. 134 p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1614937. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/788571porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-02-18T06:12:21Zoai::788571Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2017-02-18T06:12:21Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Eletroredução de CO2 para geração de metanol, etanol e ácido fórmico
CO2 electroreduction to methanol, ethanol and formic acid production
title Eletroredução de CO2 para geração de metanol, etanol e ácido fórmico
spellingShingle Eletroredução de CO2 para geração de metanol, etanol e ácido fórmico
Ferreira, Letícia Henn, 1980-
Dióxido de carbono
Metanol
Etanol
Ácido fórmico
Carbon dioxide
Methanol
Ethanol
Formic acid
title_short Eletroredução de CO2 para geração de metanol, etanol e ácido fórmico
title_full Eletroredução de CO2 para geração de metanol, etanol e ácido fórmico
title_fullStr Eletroredução de CO2 para geração de metanol, etanol e ácido fórmico
title_full_unstemmed Eletroredução de CO2 para geração de metanol, etanol e ácido fórmico
title_sort Eletroredução de CO2 para geração de metanol, etanol e ácido fórmico
author Ferreira, Letícia Henn, 1980-
author_facet Ferreira, Letícia Henn, 1980-
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Bertazzoli, Rodnei, 1965-
Tremiliosi Filho, Germano
Rocha Filho, Romeu Cardozo
Tomaz, Edson
Ragnini, Christiane de Arruda Rodrigues
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Mecânica
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Ferreira, Letícia Henn, 1980-
dc.subject.por.fl_str_mv Dióxido de carbono
Metanol
Etanol
Ácido fórmico
Carbon dioxide
Methanol
Ethanol
Formic acid
topic Dióxido de carbono
Metanol
Etanol
Ácido fórmico
Carbon dioxide
Methanol
Ethanol
Formic acid
description Orientador: Rodnei Bertazzoli
publishDate 2011
dc.date.none.fl_str_mv 2011
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12733/1614937
FERREIRA, Letícia Henn. Eletroredução de CO2 para geração de metanol, etanol e ácido fórmico. 2011. 134 p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1614937. Acesso em: 3 set. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1614937
identifier_str_mv FERREIRA, Letícia Henn. Eletroredução de CO2 para geração de metanol, etanol e ácido fórmico. 2011. 134 p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1614937. Acesso em: 3 set. 2024.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/788571
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
134 p. : il.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1809189050076102656

Registros relacionados