Cette Chaire INRS vise à faire progresser les matériaux multifonctionnels et les technologies énergétiques durables afin de contribuer à un avenir énergétique plus propre, plus sûr et plus résilient.
Son programme de recherche portera sur la conception de ces matériaux et leur intégration dans des dispositifs concrets pour la conversion et le stockage durables de l’énergie, ainsi que pour des applications environnementales, avec un accent particulier sur les batteries de prochaine génération, la production d’hydrogène vert et les piles à combustible.
En combinant la science des matériaux, l’ingénierie des dispositifs et les diagnostics en temps réel, la Chaire s’attaquera aux principaux obstacles qui limitent l’efficacité, la durabilité, la sécurité et le déploiement à grande échelle des technologies émergentes d’énergie propre. En intégrant les principes de l’économie circulaire à la conception des matériaux et au développement des dispositifs, elle contribuera à réduire la dépendance aux matières premières critiques, à prolonger la durée de vie des dispositifs et à accélérer le déploiement de solutions énergétiques durables au Québec et au-delà.
Titulaire
Le professeur Shuhui Sun est professeur titulaire au Centre Énergie Matériaux Télécommunications de l’INRS. Ses recherches portent sur la conception de matériaux multifonctionnels pour des applications en énergie durable et en environnement, notamment les piles à combustible, les batteries, la production d’hydrogène vert, la réduction du CO2 et le traitement des eaux usées.
Il est membre de la Société royale du Canada, de l’Académie canadienne du génie et de la Royal Society of Chemistry du Royaume-Uni. Il a également été reconnu comme chercheur hautement cité par Clarivate et figure parmi les 2 % des scientifiques les plus cités au monde. Il est rédacteur en chef exécutif d’Electrochemical Energy Reviews (Springer Nature), rédacteur associé de Nano Energy (Elsevier) et membre du comité éditorial de plus de dix revues en science des matériaux et en technologies de l’énergie.
Mise en contexte
La transition vers une société à faibles émissions de carbone exige des technologies énergétiques performantes, durables, sûres, abordables et viables tout au long de leur cycle de vie. La réalisation des objectifs du Québec et du Canada en matière de transport propre, d’intégration des énergies renouvelables et de décarbonation industrielle repose sur des technologies énergétiques fiables et évolutives. Les batteries, les systèmes de production d’hydrogène et les piles à combustible doivent fonctionner efficacement et durablement, y compris pendant les hivers froids du Canada.
Les technologies énergétiques actuelles font encore face à d’importants défis, notamment une durabilité limitée, une baisse de performance dans des conditions difficiles, une dépendance aux matières premières critiques et des obstacles au passage du laboratoire aux applications concrètes. Les matériaux multifonctionnels et les nanotechnologies peuvent contribuer à relever ces défis en combinant plusieurs propriétés utiles au sein d’un même matériau, afin de rendre les dispositifs énergétiques plus efficaces, plus durables et plus fiables.
Objectifs
La Chaire poursuivra un programme de recherche intégré autour des objectifs suivants :
- Faire progresser des batteries plus sûres, plus durables et adaptées à toutes les conditions climatiques, tout en favorisant leur durabilité et leur recyclage ;
- Permettre une production efficace d’hydrogène vert à partir de diverses sources d’eau, notamment l’eau de mer et les eaux usées ;
- Développer des piles à combustible à hydrogène haute performance pour le transport, les applications industrielles et les nouveaux usages liés à l’énergie propre ;
- Utiliser des diagnostics in situ et operando afin de révéler les mécanismes réactionnels et les voies de dégradation dans des conditions réalistes ;
- Traduire les découvertes en technologies énergétiques concrètes grâce à des partenariats, tout en formant la prochaine génération de spécialistes de l’énergie propre.
Partenaires et collaborateurs
La Chaire s’appuiera sur les collaborations bien établies du professeur Sun avec des établissements universitaires, des organismes de recherche et des partenaires industriels.
Parmi les principaux partenaires figurent des équipes de recherche de l’INRS, le Canadian Light Source, le Conseil national de recherches Canada (CNRC), Hydro-Québec, Ballard Power Systems, Le Centre québécois sur les matériaux fonctionnels (CQMF), ainsi que des partenaires universitaires au Canada et à l’international.