Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program - Collaborative R&D Initiatives

Photocatalytic and electrocatalytic CO2 reduction technologies have been developed and exhibit a great potential to transform CO2 into liquid fuels such as methanol (a single carbon compound). As a result, carbon neutral transportation is possible by extracting CO2 from the atmosphere and transforming it into a fuel. To commercialize these technologies will require overcoming technological barriers that include low selectivity and low productivity of multi-carbon compounds. The proposed project will attempt to overcome these barriers by developing new semiconductor/electrocatalyst heterostructures and plasmonic electrocatalysts. These electrocatalysts are expected to improve both selectivity and the production rate of C2 (e.g. acetate) and C2+ products. Improved selectivity and production rates using the new electrocatalysts will also be achieved at low current density and overpotential. The resulting technology will be demonstrated over multiple operating days using a continuous flow cell. Combustion and emission properties of the derived methanol and C2+ liquid solar fuels will be investigated and characterized in laboratory flames at the NRC at conditions found in practical engines.

Des technologies de réduction photocatalytique et électrocatalytique du CO2 ont été conçues et présentent un grand potentiel pour transformer le CO2 en combustibles liquides comme le méthanol (un seul composé de carbone). Ainsi, il est possible d’assurer un transport carboneutre en extrayant le CO2 de l’atmosphère et en le transformant en carburant. Pour commercialiser ces technologies, il faudra surmonter des obstacles technologiques, notamment la faible sélectivité et la faible productivité des composés multicarbonés. Le projet vise à surmonter ces obstacles par la création de nouvelles hétérostructures de semi-conducteurs/électrocatalyseurs et des électrocatalyseurs plasmoniques. Ces électrocatalyseurs devraient améliorer à la fois la sélectivité et le taux de production des produits C2 (par exemple l’acétate) et C2+. L’amélioration de la sélectivité et des taux de production grâce aux nouveaux électrocatalyseurs sera également obtenue à faible densité de courant et surtension. La technologie qui en résultera sera démontrée sur plusieurs jours de fonctionnement en utilisant une cellule à flux continu. Les propriétés de combustion et d’émission du méthanol dérivé et des carburants solaires liquides C2+ seront étudiées et caractérisées dans des flammes de laboratoire au CNRC dans des conditions observées dans des moteurs fonctionnels.

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators. In the long term, find collaborative solutions to public policy challenges and create stronger innovation systems.

À court terme, les résultats prévus seront des collaborations renforcées entre l'industrie, le milieu universitaire et le gouvernement pour soutenir l'excellence en recherche. À moyen terme, les résultats attendus seront le développement de nouvelles technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs. À long terme, trouver des solutions collaboratives aux défis des politiques publiques et créer des systèmes d'innovation plus solides.

Collaborate on multiparty research and development programs to catalyze transformative, high-risk, high-reward research with the potential for game-changing scientific discoveries and technological breakthroughs in priority areas.

Collaborer à des programmes multipartites de recherche-développement dans le but de profiter de la synergie entre la recherche transformatrice à haut risque et à haut rendement et le potentiel de découvertes scientifiques et de percées technologiques révolutionnaires dans des secteurs d’intervention prioritaires.