Grant: Strategic Projects - Group
Institut national de la recherche scientifique
$154,000.00
Développement de nouveaux matériaux et procédés d'élaboration d'anodes inertes et de cathodes mouillables pour la production d'aluminium
FY 2018-19
Summary
La production canadienne d'aluminium constitue une importante source de gaz à effet de serre (GES) avec 6 Mt d'éq-CO2 émis en 2014 (ce qui équivaut à la quantité de GES générée annuellement par 2 millions d'automobiles au Canada). Ceci est dû au fait que la technologie actuelle utilise des anodes de carbone qui se consument durant l'électrolyse de l'aluminium pour former du CO2 selon la réaction globale: Al2O3 + 3/2 C = 2 Al + 3/2 CO2. Une réduction significative des émissions de GES des alumineries canadiennes ne pourra s'appuyer que sur l'apparition de nouvelles technologies. A ce titre, la solution la plus efficace serait de remplacer les anodes consommables de carbone par des anodes dites inertes qui émettent de l'O2 plutôt que du CO2 selon la réaction globale: Al2O3 = 2 Al + 3/2 O2. Ceci permettrait une réduction des GES de 75 à 100 % selon le type d'émissions (CO2, CFx, NOx, SOx...). Parallèlement, il est nécessaire de développer des cathodes dites mouillables en remplacement des cathodes de carbone usuelles afin de réduire la consommation d'énergie électrique du procédé. Leur avènement induirait une diminution significative des coûts d'opération et d'infrastructure des alumineries en permettant le développement de cuves d'électrolyse à électrodes permanentes de configuration verticale. Cependant, la conception d'anodes inertes et de cathodes mouillables constitue un défi de taille à cause des conditions sévères durant l'électrolyse de l'aluminium qui exigent des matériaux possédant une excellente résistance à la corrosion et aux chocs thermiques tout en ayant les propriétés électrochimiques adéquates. Ce projet vise à répondre à cette problématique via le développement de nouveaux matériaux et procédés d'élaboration d'anodes inertes et de cathodes mouillables. Pour ce faire, ce projet réunira les compétences et infrastructures complémentaires de deux laboratoires de recherche universitaires (INRS-EMT et Concordia), d'un centre collégial de transfert technologique (CMQ) et de deux industriels (Metal 7 et KPM).*
Program
Strategic Projects - Group
Location
Quebec, Canada
Recipient Type
Academia
Type
Grant
Source
NSERC's Awards Data
As published
Application id
494283-2016
Name nom
Roué, Lionel
Department département
Énergie Matériaux Télécommunications, Centre - Varennes
Organization id
56
Institution établissement
Institut national de la recherche scientifique
Province en
Québec
Province fr
Québec
Country en
CANADA
Country fr
CANADA
Fiscal year exercice financier
2018
Competition year année de concours
2016
Award amount
154000
Program id
STPGP
Program name en
Strategic Projects - Group
Program name fr
Projets stratégiques - De groupe
Group en
Research partnerships programs
Group fr
Programmes de partenariat
Committee code
1590
Committee name en
Strategic Projects - Natural Resources and Energy
Committee name fr
Projets stratégiques - Ressources naturelles et énergie
Area of application code
500
Area of application group en
Manufacturing processes and products
Area of application group fr
Procédés et produits industriels
Area of application en
Manufacturing processes and products
Area of application fr
Procédés et produits industriels
Research subject code
2003
Research subject group en
Materials science and technology
Research subject group fr
Science et technologie des matériaux
Research subject en
Metallurgy
Research subject fr
Métallurgie
Partie
3
Nb partie
3
Application title
Développement de nouveaux matériaux et procédés d'élaboration d'anodes inertes et de cathodes mouillables pour la production d'aluminium
Keyword
NSERC
Application summary
La production canadienne d'aluminium constitue une importante source de gaz à effet de serre (GES) avec 6 Mt d'éq-CO2 émis en 2014 (ce qui équivaut à la quantité de GES générée annuellement par 2 millions d'automobiles au Canada). Ceci est dû au fait que la technologie actuelle utilise des anodes de carbone qui se consument durant l'électrolyse de l'aluminium pour former du CO2 selon la réaction globale: Al2O3 + 3/2 C = 2 Al + 3/2 CO2. Une réduction significative des émissions de GES des alumineries canadiennes ne pourra s'appuyer que sur l'apparition de nouvelles technologies. A ce titre, la solution la plus efficace serait de remplacer les anodes consommables de carbone par des anodes dites inertes qui émettent de l'O2 plutôt que du CO2 selon la réaction globale: Al2O3 = 2 Al + 3/2 O2. Ceci permettrait une réduction des GES de 75 à 100 % selon le type d'émissions (CO2, CFx, NOx, SOx...). Parallèlement, il est nécessaire de développer des cathodes dites mouillables en remplacement des cathodes de carbone usuelles afin de réduire la consommation d'énergie électrique du procédé. Leur avènement induirait une diminution significative des coûts d'opération et d'infrastructure des alumineries en permettant le développement de cuves d'électrolyse à électrodes permanentes de configuration verticale. Cependant, la conception d'anodes inertes et de cathodes mouillables constitue un défi de taille à cause des conditions sévères durant l'électrolyse de l'aluminium qui exigent des matériaux possédant une excellente résistance à la corrosion et aux chocs thermiques tout en ayant les propriétés électrochimiques adéquates. Ce projet vise à répondre à cette problématique via le développement de nouveaux matériaux et procédés d'élaboration d'anodes inertes et de cathodes mouillables. Pour ce faire, ce projet réunira les compétences et infrastructures complémentaires de deux laboratoires de recherche universitaires (INRS-EMT et Concordia), d'un centre collégial de transfert technologique (CMQ) et de deux industriels (Metal 7 et KPM).*
