Des nouveaux matériaux prometteurs d’un avenir plus durable

Publié le lundi 21 octobre 2019

Auteur : OBJ360 Content Studio

Des équipes de recherche à l’Université d’Ottawa travaillent continuellement à trouver des solutions aux problèmes pressants d’aujourd’hui avec l’objectif d’assurer un avenir durable.

 

Quelques exemples de leurs recherches en cours:

Convertir le CO2 en carburant

La professeure Elena Baranova, du Département de génie chimique et biologique de la Faculté de génie, se penche sur la réduction d’émissions de gaz à effet de serre, un défi majeur auquel nous faisons face aujourd’hui, en cherchant des sources alternatives de carburant qui puissent être abordables.

Elle se concentre principalement sur l’ingénierie de « catalyseurs de nanoparticules » qui ont la capacité de convertir le CO2, gaz à effet de serre nocif, en carburant liquide. Oui – de l’essence ou du diesel qui pourrait effectivement être utilisé pour faire rouler le moteur d’une voiture typique.

L’idée serait donc d’utiliser ces « catalyseurs de nanoparticules » en combinaison avec de l’hydrogène afin de convertir le dioxyde de carbone en eau et en monoxyde de carbone de haute qualité, apte à être transformé en carburant.

La professeure Baranova et son équipe travaillent avec Ressources naturelles Canada sur une installation de mise à l’échelle afin de démontrer le potentiel commercial de cette innovante solution canadienne.

Produire de l’hydrogène “vert”

Parallèlement, la professeure Baranova recherche aussi des façons plus efficaces de produire de l’hydrogène « vert », apte à réagir avec du CO2 afin de produire du monoxyde de carbone de haute qualité.

Pour y arriver, elle travaille sur des nanostructures tridimensionnelles composées de nickel pouvant effectuer une électrolyse de l’eau. Ce procédé consiste à décomposer l’eau en hydrogène et en oxygène – les éléments dont l’eau est constituée – grâce au passage d’un courant électrique.

« La production d’hydrogène est une façon d’entreposer de l’énergie renouvelable », explique la Professeure Baranova. « L’hydrogène produit peut ensuite être utilisé dans les piles à combustible, ou encore, il peut servir à la production de carburant liquide après l’avoir fait réagir avec du CO2 ». 

L’électrolyse d’eau conventionnelle nécessite un catalyseur assez dispendieux pour que la réaction ait lieu : de la platine.

« Grâce aux avancées technologiques, le montant de platine requis pour effectuer une électrolyse de l’eau a été diminué, mais le coût d’approvisionnement est néanmoins un obstacle majeur », dit-elle.

L’idéal serait de pouvoir remplacer la platine par un métal moins coûteux, comme par du nickel, qui est abondant, surtout au Canada.

Les avantages seraient évidents en considérant que le prix courant est de 1200$ par once pour de la platine, mais de seulement 0.65$ par once pour du nickel.

Cultiver des matériaux de construction durables

De son côté, le professeur Reza Foruzanmehr, du Département de génie civil, cherche des façons d’augmenter la durabilité de l’industrie de la construction en transformant de la biomasse locale qui est déjà à notre disposition, tels que les déchets agricoles, en matériaux de construction.

Cette initiative aurait le potentiel de réduire l’émission de gaz à effet de serre provenant des matériaux de construction du secteur industriel, qui représentent actuellement 6% du gaz à effet de serre émis au Canada.

« Selon la tendance, la population du pays devrait augmenter de 50% par 2036 », dit-il. « Il va donc falloir construire de plus en plus de logements, ce qui va augmenter la demande de matériaux de construction, et potentiellement entraîner une pénurie ».

Le professeur Foruzanmehr souhaite aider les communautés du nord du Canada à devenir plus autosuffisantes et durables en réduisant leur dépendance aux matériaux de construction qui doivent souvent être transportés par voie maritime à grands frais.

Assurer l’indépendance économique

« En offrant aux communautés éloignées des façons de créer, localement, les matériaux nécessaires pour construire et réparer des logements, nous offrons à ces communautés une façon de devenir plus indépendantes au niveau social et économique », dit-il. « C’est un objectif de développement durable ».

Le problème imminent de l’offre et de la demande au Canada s’applique au bois et aux matériaux artificiels tels que les plaques de plâtres. La demande en bois de construction pourrait bientôt surpasser le rythme de production, puisque les arbres prennent un certain temps avant d’arriver à leur maturité.

Le professeur Foruzanmehr se penche aussi sur des matériaux qui pourraient servir de solution de rechange au bois, tel que la paille de lin. 1.2 millions de tonnes de paille de lin est présentement produit au Canada chaque année, mais plus de 75% en est gaspillé puisque ce sont les graines de lin qui ont de la valeur, et non la paille. La paille de lin, étant accessible et assez robuste, serait donc un matériel idéal pour renforcer le revêtement extérieur et les composantes structurelles des bâtiments.

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