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

Faire progresser les anodes en oxyde métallique non précieux pour les électrolyseurs d'eau à membrane échangeuse d'anions (AEM) et à membrane échangeuse de protons (PEM)

Production of ‘green’ hydrogen by water electrolysis integrated with renewable sources of electricity is one of the most promising technology solutions towards achieving decarbonization and Canada’s Net-Zero targets by 2050 as set forth by the Canadian Net-Zero Accountability Act and the International Energy Agency (IEA). It is well-known that the oxygen evolution reaction (OER) anode cost and long-term performance are among the most critical factors limiting the commercialization of advanced low-temperature proton exchange membrane (PEM) and anion exchange membrane (AEM) electrolysers. A novel platform of advanced low-cost non-precious metal oxide electrocatalysts and their rigorous comparative testing from half-cells to electrolysers for both PEM and AEM applications are proposed. The novelty of the catalysts proposed, combined with advanced catalyst layer manufacturing methods (e.g., magnetron sputtering) and systematic investigation of both types of water electrolysers is expected to lead to transformative results including new intellectual property, that will advance the cost-effective ‘green’ hydrogen generation in Canada and globally.

La production d'hydrogène vert par électrolyse de l'eau intégrée à des sources d'électricité renouvelables est l'une des solutions technologiques les plus prometteuses pour décarboniser l'énergie et atteindre les objectifs de zéro émission nette du Canada d'ici 2050, comme le prévoient la Loi canadienne sur la responsabilité en matière de carboneutralité et l'Agence internationale de l'énergie (AIE). Il est bien connu que le coût de l'anode de la réaction de dégagement d'oxygène et sa performance à long terme sont parmi les facteurs les plus critiques qui limitent la commercialisation des électrolyseurs avancés à membrane échangeuse de protons et à membrane échangeuse d'anions à basse température. On propose une nouvelle plateforme d'électrocatalyseurs avancés à base d'oxydes de métaux non précieux et peu coûteux, ainsi que des tests comparatifs rigoureux, depuis les demi-cellules jusqu'aux électrolyseurs, pour les applications PEM et AEM. La nouveauté des catalyseurs proposés, combinée à des méthodes avancées de fabrication de couches catalytiques (p. ex., pulvérisation magnétron) et à l'étude systématique des deux types d'électrolyseurs d'eau, devrait mener à des résultats transformateurs, y compris à une nouvelle propriété intellectuelle, qui feront progresser la production rentable d'hydrogène vert au Canada et partout dans le monde.

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.