Chemici van de National University of Singapore hebben ontdekt hoe acetaatesters op een ecologisch duurzame manier kunnen worden elektro-gesynthetiseerd uit water en koolmonoxide.

De elektrokatalytische reductie van kooldioxide of koolmonoxide met behulp van hernieuwbare elektriciteit is een veelbelovende groene productiemethode voor de productie van chemicaliën. Tot dusver is met deze methode een breed scala aan koolstofhoudende producten vervaardigd, waaronder alcoholen, koolwaterstoffen en carbonzuren. Interessant is dat esters, een belangrijke familie van organische verbindingen, niet op dezelfde manier zijn gevormd. Er zijn veel toepassingen voor esters, waarvan sommige oplosmiddelen en smeermiddelen bevatten. Ze worden klassiek geproduceerd door stoichiometrische reacties zoals Fischer-verestering. De uitgangsreagentia zijn meestal afkomstig van fossiele bronnen en na de reactie ontstaat chemisch afval, wat het proces milieuonvriendelijk maakt.

Een onderzoeksteam onder leiding van universitair hoofddocent Yeo Boon Siang (Jason) van de afdeling Chemie, NUS in samenwerking met Dr. Sumit Verma en Dr. Ramesha Ganganahalli van het internationale energiebedrijf Shell heeft ontdekt hoe C₃ —C₆ acetaatesters kunnen elektrolytisch worden gesynthetiseerd uit koolmonoxide en water met behulp van koperkatalysatoren in een membraanelektrodesamenstel. Ethylacetaat en propylacetaat kunnen worden geproduceerd met een totale Faraday-efficiëntie (FE) van ongeveer 22% en met een stroomdichtheid tot 55 mA/cm ² , naast kleine hoeveelheden methylacetaat en butylacetaat. De esters werden geproduceerd via de additiereactie van ethenon (H₂ C=C=O) en alcoholen geproduceerd tijdens CO-reductie. De bijna watervrije reactieconditie en het hoge lokale pH-niveau spelen een sleutelrol bij de vorming van de esters.

NUS en Shell waren eerder vorig jaar overeengekomen om gezamenlijk processen te ontwikkelen om groene brandstoffen en chemicaliën voor de energie-industrie te maken.

Prof Yeo zei:"Dit werk is het resultaat van de samenwerking tussen NUS en Shell om duurzame chemicaliën te creëren. Ons team is erin geslaagd een elektrochemisch gestuurd proces te ontwikkelen om esters te maken met behulp van hernieuwbare grondstoffen zoals koolmonoxide en water."

Voortbouwend op de onderzoeksresultaten van hun werk, is het onderzoeksteam van plan katalysatoren te ontwikkelen met een hogere esterconversie-efficiëntie. + Verder verkennen

Metaalvrije katalysator vergroot het bereik van estersynthese