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

Perovskite oxides (e.g. CaTiO3) find applications in next-generation energy storage and conversion technologies. Ca, Ti, and O sites can be replaced by many elements to improve performance. The resultant compositions and structures can reach astronomical numbers, precluding the evaluation of all the compositions experimentally. Artificial Intelligence is rising to the task to design new materials in practical times. Ba2Ca0.66Nb1.34-xFexO6-δ is one member of this family with an astoundingly large parameter space. A purely empirical approach is futile. Computational techniques such as density functional theory accelerated by machine learning are essential. The Project will augment available experimental and computational data to design new non-stoichiometric perovskite oxides with a primary objective focused on water-splitting to generate hydrogen using heat, light, electrical bias, or combinations thereof. Success will see new catalytic materials of unprecedented performance with great potential benefits to science and engineering, the environment, and the Canadian economy.

Les oxydes pérovskites (comme CaTiO3) sont utilisés dans des technologies de stockage et de conversion d’énergie de la prochaine génération. Les sites occupés par le calcium, le titane et l’oxygène peuvent être remplacés par de nombreux éléments pour ainsi améliorer les performances. Les compositions et structures qui en résultent peuvent atteindre des nombres astronomiques, empêchant l’évaluation expérimentale de toutes les compositions. L’intelligence artificielle se montre à la hauteur de la tâche pour concevoir de nouveaux matériaux dans des délais pratiques. Ba2Ca0.66Nb1.34-xFexO6-δ est un membre de cette famille avec un espace de paramètres étonnamment grand. Une approche purement empirique est futile. Les techniques de calcul telles que la théorie fonctionnelle de la densité accélérée par l’apprentissage automatique sont essentielles. Le projet augmentera les données expérimentales et computationnelles disponibles pour concevoir de nouveaux oxydes pérovskites non stœchiométriques avec un objectif principal axé sur la séparation de l’eau pour générer de l’hydrogène à l’aide de la chaleur, de la lumière, de la polarisation électrique ou de combinaisons de ces éléments. La réussite de ce projet permettra de créer de nouveaux matériaux catalytiques d’une performance sans précédent, avec de grands avantages potentiels pour la science et l’ingénierie, l’environnement et l’économie canadienne.

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.