Visual visar processerna som är involverade i produktionen av C3 – C6 acetatestrar från den elektrokatalytiska reduktionen av kolmonoxid i en membranelektrodmonteringscell. Kredit:Angewandte Chemie International Edition
National University of Singapore kemister har upptäckt hur acetatestrar kan elektrosyntetiseras från vatten och kolmonoxid på ett miljömässigt hållbart sätt.
Den elektrokatalytiska reduktionen av koldioxid eller kolmonoxid med förnybar el är en lovande grön tillverkningsmetod för tillverkning av kemikalier. Hittills har ett brett utbud av kolhaltiga produkter inklusive alkoholer, kolväten och karboxylsyror tillverkats med denna metod. Intressant nog har estrar, en viktig familj av organiska föreningar, inte bildats på samma sätt. Det finns många användningsområden för estrar, av vilka några inkluderar lösningsmedel och smörjmedel. De framställs klassiskt genom stökiometriska reaktioner såsom Fischer-förestring. Startreagenserna härrör vanligtvis från fossila resurser och kemiskt avfall genereras efter reaktionen, vilket gör processen miljövänlig.
En forskargrupp ledd av docent Yeo Boon Siang (Jason) från Institutionen för kemi, NUS i samarbete med Dr Sumit Verma och Dr Ramesha Ganganahalli från det internationella energibolaget Shell har upptäckt hur C3 —C6 acetatestrar kan elektrosyntetiseras från kolmonoxid och vatten med användning av kopparkatalysatorer i en membranelektrodenhet. Etylacetat och propylacetat kan tillverkas med en total Faradaic effektivitet (FE) på cirka 22 % och med en strömtäthet på upp till 55 mA/cm 2 tillsammans med mindre mängder metylacetat och butylacetat. Estrarna framställdes via additionsreaktionen av etenon (H2 C=C=O) och alkoholer som produceras under CO-reduktion. Det nästan vattenfria reaktionsförhållandet och den höga lokala pH-nivån spelar nyckelroller vid bildningen av estrarna.
NUS och Shell hade tidigare förra året kommit överens om att tillsammans utveckla processer för att skapa gröna bränslen och kemikalier för energiindustrin.
Prof Yeo sa:"Detta arbete är ett resultat av samarbetet mellan NUS och Shell för att på ett hållbart sätt skapa kemikalier. Vårt team har lyckats utveckla en elektrokemiskt driven process för att göra estrar med förnybara råvaror som kolmonoxid och vatten."
Med utgångspunkt i forskningsresultaten från sitt arbete planerar forskargruppen att utveckla katalysatorer med högre esteromvandlingseffektivitet. + Utforska vidare
