L’Université du Québec à Trois-Rivières (UQTR) s’est vu attribuer récemment une Chaire de recherche du Canada sur la production d’hydrogène vert. Les travaux qui y seront menés visent à utiliser les ultrasons pour améliorer la production d’hydrogène à partir de l’électrolyse de l’eau. De nouveaux matériaux et systèmes seront développés pour créer des électrolyseurs plus performants, pouvant même extraire de l’hydrogène – et d’autres produits d’intérêt – des eaux usées, tout en décontaminant ces dernières.
« L’électrolyse permet de briser les molécules d’eau grâce à un courant électrique, pour obtenir notamment de l’hydrogène qui peut être utilisé comme carburant propre. Les ultrasons de puissance constituent un outil prometteur pour augmenter l’efficacité de l’électrolyse de l’eau et accroître le rendement en hydrogène. Les vibrations produites par les ultrasons créent dans le liquide des cavités qui implosent à des pressions très hautes, ce qui facilite la séparation des molécules d’eau en hydrogène et en oxygène. Cette méthode permet de réduire la consommation d’énergie nécessaire à l’électrolyse », explique le titulaire de la Chaire, le professeur Bruno G. Pollet du Département de chimie, biochimie et physique de l’UQTR.
En plus de faciliter l’obtention d’hydrogène, les ultrasons peuvent aussi servir au traitement des eaux usées. Les implosions qu’ils génèrent dans un liquide parviennent à briser les membranes des bactéries et à pulvériser les virus. L’eau s’en trouve ainsi purifiée.
« Grâce aux ultrasons, nous pouvons aussi agglomérer des métaux lourds en suspension dans l’eau, pour les récupérer et les réutiliser. Les ultrasons facilitent également l’extraction de nutriments provenant d’engrais agricoles qui sont dissous dans l’eau, comme l’azote ou le phosphore. La récupération de tous ces éléments permettrait de les recycler tout en obtenant une eau plus propre, au bénéfice de l’environnement », mentionne le professeur Pollet.
Un secteur prometteur, encore peu exploré
Il reste beaucoup à faire pour comprendre les effets des ultrasons sur les systèmes électrochimiques et les milieux liquides. « À ce jour, il y a encore des lacunes dans les connaissances, ce qui rend la technologie difficilement applicable dans l’industrie. Les effets des ultrasons de puissance sur la production d’hydrogène n’ont pas beaucoup été étudiés. L’objectif global de la Chaire est de combler ces lacunes pour développer de nouveaux matériaux ainsi que des systèmes innovants et performants, plus durables et moins coûteux, pour la production d’hydrogène et d’autres produits à valeur ajoutée à partir d’eaux pures, usées et salines », signale Bruno G. Pollet.
Plusieurs facteurs peuvent influencer les mécanismes sonoélectrochimiques dans un milieu liquide, dont la fréquence, la puissance et la durée des ultrasons utilisés, ainsi que la densité et la composition du liquide lui-même. L’équipe du professeur Pollet devra donc mener de nombreux tests, afin d’en arriver à des résultats optimaux applicables en contexte industriel.
« Notre Chaire de recherche sera l’une des rares au monde consacrée à la production d’hydrogène vert. Elle deviendra la première infrastructure de pointe au Canada dédiée à l’amélioration de cette production, prévoit Bruno G. Pollet. Nous ferons profiter l’industrie de nos résultats, ce qui ouvrira de nouveaux marchés et contribuera à la création d’emplois. Nous formerons aussi la prochaine génération de scientifiques et de professionnels dans les domaines de l’énergie verte et de la sonoélectrochimie. De plus, nous favoriserons la préservation de notre planète en améliorant le traitement des eaux usées et la valorisation des déchets. »
Près de 2 M$ en subventions
Le financement de la nouvelle Chaire de recherche du Canada sur la production d’hydrogène vert, assuré par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie (CRSNG) du Canada, s’élève à 1,4 million de dollars (répartis sur 7 ans). À cette subvention s’ajoute un montant de plus d’un demi-million de dollars, consenti par la Fondation canadienne pour l’innovation (40 %), le gouvernement du Québec (40 %) et d’autres partenaires (20 %), pour l’acquisition d’équipements de laboratoire.
L’annonce de la Chaire de recherche s’est déroulée en conférence de presse lundi matin. Sur la photo, on reconnaît M. Christian Blanchette, recteur de l’UQTR, M. François-Philippe Champagne, ministre de l’Innovation, des Sciences et de l’Industrie, M. Bruno G. Pollet, professeur au Département de chimie, biochimie et physique, ainsi que Mme Noémie Carbonneau, professeure au Département de psychologie.
Un chercheur d’avant-garde, de renommée mondiale
Récemment recruté par l’UQTR, le professeur Bruno G. Pollet est titulaire d’un doctorat en chimie obtenu au Sonochemistry Centre of Excellence de la Coventry University (Angleterre). Il cumule plus de 20 années d’expérience dans le domaine de la recherche sur l’hydrogène. Il est reconnu internationalement pour ses travaux novateurs sur l’utilisation des ultrasons, de la sonochimie et de la sonoélectrochimie, en lien avec la production d’hydrogène.
Son parcours de chercheur l’a mené du Royaume-Uni à la Norvège, en passant par l’Afrique du Sud. Il a acquis une solide expérience dans le domaine de l’intégration de systèmes énergétiques pour les piles à combustible et les électrolyseurs d’eau dédiés au transport et à des applications stationnaires. Il a aussi géré divers programmes et projets avec des industriels européens, américains, africains et asiatiques.
Auteur de nombreuses publications scientifiques, le professeur Pollet est membre de plusieurs organisations internationales liées notamment à l’hydrogène et la chimie. En 2020, il a été nommé président de la Division hydrogène vert de l’Association internationale pour l’énergie hydrogène (IAHE). Il possède également une vaste expérience en enseignement et en encadrement d’étudiants.
Au cours des dernières années, Bruno G. Pollet a œuvré comme professeur titulaire en énergies renouvelables à la Norwegian University of Science and Technology (NTNU). Depuis 2020, il était également professeur associé à l’Institut de recherche sur l’hydrogène (IRH) de l’Université du Québec à Trois-Rivières. À l’été 2021, il a obtenu le statut de professeur en chimie au Département de chimie, biochimie et physique de l’UQTR. En plus de travailler au sein de l’IRH à titre de directeur adjoint du développement scientifique et des partenariats, le professeur Pollet sera également impliqué dans la nouvelle unité mixte de recherche de l’UQTR et de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS), dédiée au développement de matériaux et de technologies avancés au service d’une économie décarbonée. Ajoutons que Bruno G. Pollet dirige le Laboratoire hydrogène vert de l’UQTR.
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