Des chercheurs en début de carrière de l’Université Concordia font progresser la technologie des batteries nouvelle génération
Les batteries nouvelle génération promettent une recharge plus rapide, une capacité de stockage accrue et des systèmes énergétiques plus propres, mais des défis techniques subsistent au regard des matériaux, de la conception et de la sécurité. Xia Li et Sixu Deng, chercheurs en début de carrière à l’Université Concordia, contribuent à tracer la voie vers un avenir électrifié plus écologique pour le Canada, tout en formant la prochaine génération de scientifiques.
Xia Li, professeure agrégée au Département de génie chimique et des matériaux, et Sixu Deng, professeur adjoint au sein du même département, sont cochercheurs principaux dans le cadre d’un projet stratégique soutenu par Volt-Age et dirigé par le chercheur principal Karim Zaghib. Ce projet vise à faire progresser deux technologies de batterie nouvelle génération : les batteries au lithium rechargeables à très haute densité énergétique et à recharge rapide.
L’une des batteries est un modèle lithium-ion avancé conçu pour offrir des performances économiques et une recharge rapide. Cette technologie utilise des matériaux d’origine canadienne.
L’autre est une batterie lithium-métal tout solide nouvelle génération qui promet une densité énergétique très élevée, offrant une puissance accrue dans un boîtier plus petit et plus léger. Elle est rechargeable en seulement cinq minutes et peut supporter plus de 10 000 cycles de charge, assurant ainsi un fonctionnement durable pour les véhicules et les appareils.
« Nous avons entrepris de réfléchir aux appareils que nous utilisons quotidiennement, tels que nos téléphones et nos ordinateurs portables, ainsi qu’à la manière dont les batteries les alimentent. Cette même technologie peut désormais contribuer à alimenter les véhicules électriques et les bâtiments carboneutres », explique la Pre Li.
Du laboratoire au marché
Le projet est basé au Centre collaboratif sur l’énergie et sa transition (C2ET) de Concordia. Dans ce laboratoire, Xia Li et Sexu Deng encadrent une équipe de plus de 20 étudiantes et étudiants qui mènent des expériences sur des matériaux, des interfaces et des concepts de batteries novateurs. Leurs recherches sont hautement collaboratives, associant laboratoires industriels et gouvernementaux dans le but d’explorer des solutions énergétiques durables.
« Le statut de chercheuse ou chercheur en début de carrière implique de nombreuses responsabilités. Il faut constituer une équipe, définir l’orientation de ses recherches et se tenir au courant des évolutions quotidiennes dans son domaine », souligne la Pre Li.
Les travaux de l’équipe produisent déjà des résultats tangibles, notamment des brevets et des publications. Citons notamment les récentes recherches de Xia Li sur l’indigo, un pigment naturel couramment utilisé dans la fabrication des jeans.
L’étude en question a montré que l’indigo peut améliorer la chimie des batteries tout solide et favoriser un stockage d’énergie plus durable.
Une occasion de se démarquer sur la scène internationale
Le Canada et le Québec se positionnent comme des chefs de file mondiaux dans le domaine de l’innovation en matière de batteries. De l’extraction et du traitement à la fabrication et au recyclage des cellules, ces projets font progresser chaque étape de la mise au point des batteries, tout en formant du personnel hautement qualifié et en générant de nouvelles propriétés intellectuelles.
Sixu Deng affirme que le soutien de Concordia et de Volt-Age, notamment au chapitre du financement, des ressources de laboratoire, du mentorat et des réseaux de collaboration, a permis aux chercheuses et chercheurs de développer leur groupe et de se lancer dans des projets complexes en toute confiance.
« Au bout du compte, notre objectif est de faire progresser cette technologie pour qu’elle profite aux personnes et à la société », ajoute le Pr Deng.
« Nous ne nous contentons pas de tester des matériaux en laboratoire. Nous réfléchissons également à la manière dont ces batteries fonctionneront dans les véhicules, les maisons et les systèmes hors réseau, et nous formons des étudiantes et étudiants afin qu’ils puissent transmettre ces connaissances », conclut-il.
Apprenez-en davantage sur le Département de génie chimique et des matériaux de l’Université Concordia.
