La conversion du dioxyde de carbone des émissions de gaz à effet de serre en produits organiques précieuses est une étape vers l'atténuation des effets environnementaux nocifs des émissions. Une équipe de chercheurs de la McKelvey School of Engineering de l'Université de Washington à St. Louis a montré que le monoxyde de carbone est une source de départ plus prometteuse pour produire des acides organiques que le dioxyde de carbone.
Dans la recherche publiée en ligne le 5 août Chimie verteElijah Thimsen, professeur agrégé d'énergie, génie environnemental et chimique, et Alcina Johnson Sudagar, scientifique du personnel de son laboratoire, a exploré la conversion du monoxyde de carbone en deux acides organiques importants à l'aide de plasma de pression atmosphérique non thermique dans des solutions aqueuses.
Leur travail met en évidence l'augmentation significative de l'acide oxalique et des rendements acides formiques du monoxyde de carbone par rapport au dioxyde de carbone, ce qui fait du processus de conversion en deux étapes du dioxyde de carbone au monoxyde de carbone et par la suite aux acides organiques une proposition attrayante.
« Le système plasma-liquide améliore les conditions de réaction, évitant les pressions et les températures élevées, et fournit une méthode plus respectueuse de l'environnement en éliminant le besoin de catalyseurs ou d'activateurs chimiques », a déclaré Sudagar. « Nos résultats aident à promouvoir des voies efficaces et rentables pour la fixation du dioxyde de carbone et la production durable d'acide organique. »
L'équipe a découvert que lorsque le monoxyde de carbone réagit dans le plasma dans une solution aqueuse, il subit la réaction de passage d'eau dans le gaz, produisant du dioxyde de carbone dissous et de l'hydrogène gazeux. Les acides organiques servent d'intermédiaires dans cette réaction.
« Les calculs thermodynamiques ont révélé que la synthèse des acides organiques du monoxyde de carbone est un processus exothermique et endergonique, tandis que leur décomposition est endothermique et exergonique », a déclaré Sudagar. « Par conséquent, pour maximiser le rendement de ces acides organiques, il était essentiel de diminuer les températures de réaction. De plus, la production d'intermédiaires d'acide organique a été significativement améliorée dans des conditions alcalines, indiquant un mécanisme de réaction dépendant du pH. »
