Today’s society strives to eliminate the carbon dioxide (CO2) emissions, which is the main greenhouse gas emitted through anthropogenic activities and contributes to climate change. In this project utilization of CO2 emissions from waste to energy plants to carbohydrates via photocatalytic reduction with water and further carbon coupling reactions is investigated. Two routes for the synthesis of carbohydrates have been investigated. Both methods use photocatalytic reduction of carbon dioxide to methanol and then proceed via different steps to produce carbohydrates or their precursors. The first route uses aldol condensation as the main method for the formation of carbon-carbon bonds and the second route is based on the formose reaction that uses formaldehyde as a reactant. The waste incineration plant selected for this study was the one located in Kil, Sweden. This plant processes 15590 tons of waste per year and emits 16366.5 tons of carbon dioxide per year. In order to separate carbon dioxide from the flue gas stream, MEA absorption was chosen as the best option due to its high efficiency. The presented processes have negative carbon dioxide emissions due to the fact that they convert of 16.4% of the waste incineration CO2 emissions into useful products and do not generate any emissions of their own. The aldol condensation pathway exhibits an efficiency of 1.3% when considering only food industry products and 2.5% when including other products that are useful to manufacture solvents, lubricants, or pharmaceuticals. The total amount of food industry products obtained is 3.9 kg/h with the energy requirements being was 159550 kJ/kgproduct. The formose reaction route yields 15.4 kg/h of only food industry products, mainly glucose, and exhibits an efficiency of 5%. The power requirements equal to 90099 kJ/kgproduct. The formose route was found to have higher yield and efficiency, and to be more energy consuming but also more energy efficient. Economic data was difficult to find due to the fact that photocatalytic processes are not commercial yet. / Dagens samhälle strävar efter att eliminera koldioxidutsläppen (CO2), som är den viktigaste växthusgasen som släpps ut genom antropogena aktiviteter och påverkar klimat. Den här projekten undersöker användning av koldioxidutsläpp från avfall till energianläggningar till produktion av kolhydrater via fotokatalytisk reduktion med vatten och ytterligare kolkopplingsreaktioner. Projekten utforskar två vägar för syntes av kolhydrater. Båda metoderna använda fotokatalytisk reduktion av koldioxid till metanol. Kolhydrater eller deras ursprungsmaterial syntetiseras via olika steg nedströms den fotokatalitiska processen. Den första vägen använder aldolkondensation som huvudmetod av kol-kolbindningar och den andra vägen baseras på formosreaktionen som använder formaldehyd som reaktant. Den avfallsförbränningsanläggning som valts ut för denna studie var den i Kil, Värmland, Sverige. Denna anläggning behandlar 15590 ton avfall per år och släpper ut 16366,5 ton koldioxid per år. För att separera koldioxid från rökgasströmmen valdes MEA-absorption som det bästa alternativet på grund av dess höga effektivitet. De presenterade processerna har negativa koldioxidutsläpp på grund av att de omvandlar 16,4% av koldioxid från avfallsförbränning till användbara produkter och inte genererar  egna utsläpp. Aldolkondensationsvägen uppvisar en effektivitet på 1,3% om man endast beaktar livsmedelsindustrins produkter och 2,5% om man gör andra produkter som är användbara för att tillverka lösningsmedel, smörjmedel eller läkemedel. Den totala mängden av livsmedelsprodukter är 3,9 kg / h och energibehovet är lika med 159550 kJ / kg produkt. Formosreaktionsvägen ger 15,4 kg / h av livsmedelsindustrin produkt, huvudsakligen glukos, och uppvisar en effektivitet på 5%. Effektkraven är lika med 90099 kJ / kg produkt. Formosvägen visade sig ha högre utbyte och effektivitet och vara mer energikrävande men också mer energieffektiv. Ekonomiska data var svåra att hitta på grund av att fotokatalytiska processorn ännu inte är kommersiell.

Reverse Water Gas Shift Reaction (RWGS) är en attraktiv lösning för CO2-använding och minskning av utsläppen i atmosfären. Denna reaktion begränsas av termodynamiken och det finns problem med storskalig tillämpning. För att förbättra genomförandet av processen krävs utveckling av en effektiv katalysator. I mosats till typiska undersökningar som använder katalytiska metaller på en inert bärare, i denna undersökning användas en bimetallisk katalysator på en aktiv bärare.  RWGS-reaktionen studerades genom att använda Cu-Fe/CeO2-katalysator den K-promoterade motsvarigheten i olika mängder. Katalysatorerna testades i en fastbäddsreaktor. Katalysatorerna syntetiserades genom hydrotermisk metod och successiv impregnering av aktiva metaller. De framställda katalysatorerna analyserades med hjälp av BET-analys, H2-temperaturprogrammerad reduktion och röntgendiffraktion (XRD). Temperatur och H2/CO2 effekterna bedömdes. Experimentella resultat visade att Cu-Fe/CeO2 uppvisar avsevärd katalytisk aktivitet vid temperaturer högre än 500°C. Den CO2 omvandling med bimetalliska katalysatorn varierade mellan 24 % och 100 % avjämviktsvärdet med GHSV 360 000 h-1. Dessutom varierade CO selektivitet i intervallet mellan 70% och 95%. K-promoterad katalysator uppvisade lägre aktivitet antagligen på grund av partiell täckning av metalliska aktiva ytan, vilket resulterade i lägre omvandling (10%-~50% av jämviktsvärdet). Längre experiment (69-100 timmar) för de icke-promotoriserade katalysatorerna uppvisade inga avaktivering eller aktivitet/selektivitetsförlust i motsats till den K-promoterade katalysatorn som uppvisade en långsam aktivitetsavklingning troligen på grund av sintring. / Reverse Water Gas Shift Reaction (RWGS)is an attractive solution for CO2 utilizationand consecutive reduction of emissions in the atmosphere. This reaction is limited by thermodynamics while there are problems with its implementation at large scale. To improve the process implementation, development of an efficient and effective catalyst is required. Contrary to typical studies where catalytically active metals are deposited on inert supports, in this study the investigation of a bimetallic (Fe-Cu) catalyst on an active support was carried out. In particular, the RWGS reaction was studied over Cu − Fe/CeO2 catalyst with and without potassium promotion by means of catalytic activity tests in a fixed bed reactor. The catalysts were synthesized by hydrothermal method and successive impregnation of active metals. All the materials were characterized by means of BET analysis, H2 temperature programmed reduction and x-ray diffraction. The effects of temperature and H2/CO2 molar ratio were assessed. Experimental results showed that Cu −Fe and exhibit considerable catalytic activity at temperatures greater than 500°C. CO2 conversions of 24% to 100% of the equilibrium conversion were achieved at gas hourly space velocities of 360 000 h−1. Selectivity for CO varied between 70-95% Potassium promotion plausibly results to a partial coverage of active sites, and thus leading to lower conversion (10%-~50% of the equilibrium value). Longer runs (69-100h) showed no signs of deactivation and activity/selectivity loss for the unpromoted catalysts, while the K-promoted catalyst exhibited a slow activity decay probably due to sintering.