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En quête d'une automobile non polluante et abordable
General Motors fait appel au professeur Armand Soldera
pour améliorer ses piles à combustibles
ROBIN RENAUD
La pile à hydrogène représente-t-elle l'avenir de l'automobile? En
théorie, elle offre une alternative imbattable au pétrole, réglant du même
coup la dépendance à la ressource et l'émission de rejets polluants. En
pratique cependant, les piles actuelles comportent plusieurs limites
techniques. Le constructeur General Motors fait appel au professeur Armand
Soldera, du Département de chimie, pour améliorer une des membranes qui
composent ce type de pile. GM Canada et le Conseil de recherches en sciences
naturelles et en génie viennent d'investir 310 000 $ pour produire un jour
une pile fiable, efficace et plus économique. Le projet de recherche et
développement coopératif est d'une durée de quatre ans.
L'eau qui redevient eau
L'hydrogène utilisé comme combustible dans ces piles est omniprésent dans
la nature puisque c'est l'un des éléments qui compose l'eau. Pour produire
l'énergie, ces piles amorcent une combustion électrochimique de dihydrogène
et de dioxygène, générant de l'électricité et de la chaleur et rejetant
seulement de l'eau. Pour opérer cette réaction, la pile dispose de deux
électrodes, l'anode et la cathode, séparées par un électrolyte, soit une
membrane polymère bloquant le passage des électrons mais laissant circuler
les ions.
Limites de la membrane
La membrane la plus couramment utilisée, baptisée Nafionmd, a été
développée par la multinationale Dupont de Nemours. Cependant, elle comporte
des limites au niveau de ses propriétés mécaniques. «Par exemple, pour être
efficace, la membrane doit être constamment humidifiée, et il est impossible
de l'utiliser à des températures au-dessus de 80 oC, explique Armand
Soldera. Aussi, cette membrane est relativement coûteuse. Notre travail sera
d'analyser la structure moléculaire de la membrane existante grâce à une
approche multiéchelle, de l'ab initio au mésoscopique, soit de
l'atome à la morphologie du matériau.»
Pour mener ces activités de recherche fondamentale, de puissants
ordinateurs dont Mammouth seront utilisés pour générer des calculs. «Une
fois que nous aurons une bonne compréhension de cette membrane, nous
tenterons de proposer un modèle qui permettrait de créer un composé plus
performant, poursuit le professeur Soldera. Nous comptons collaborer avec le
professeur Claude Spino, du Département de chimie, pour préparer la synthèse
du nouveau composé.»
Partenariat prometteur
Selon Armand Soldera, le contrat de
quatre ans conclu avec GM l'hiver dernier ouvre plusieurs possibilités.
Déjà, un candidat à la maîtrise et un doctorant ont décidé de participer au
projet. Le professeur est enchanté de pouvoir mener un projet industriel qui
reste toutefois lié à la spécialité de son laboratoire, soit l'étude des
interactions au sein de la matière molle. Par ailleurs, il ne s'inquiète pas
des difficultés financières que traverse actuellement le géant américain de
l'auto : «Pour assurer son avenir à long terme, GM n'a pas le choix
d'innover et de développer des créneaux pour le futur. Son implication en
recherche fondamentale va exactement dans cette direction. Certains
critiquent le fait que GM continue de mettre en marché des véhicules
énergivores. Or, au même moment, cette entreprise développe une expertise
pour les véhicules moins polluants, comme son prototype EV-1.»
D'ailleurs, si ce premier contrat de recherche donne des résultats
prometteurs, GM pourrait prolonger sa collaboration avec la Faculté des
sciences dans un second projet de recherche sur une autre composante
problématique des piles à combustibles, la cathode.
Revaloriser la chimie
Le professeur Soldera espère que la diffusion de ce genre de recherches
va contribuer à redorer le blason de la chimie. «On perçoit beaucoup
d'opinions négatives autour de la chimie, accusée de causer bien des torts.
En Angleterre, des départements de chimie ferment et d'autres changent de
nom pour surmonter leurs problèmes d'image. Or, il faut aussi voir que la
chimie contribue à améliorer le sort de la planète», conclut le spécialiste
de la physicochimie moléculaire.
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