Une plateforme d'ionomères de polynorbornène pour des membranes polymères de piles à combustible

 

Ana Tavares

Institut national de la recherche scientifique

 

Domaine : matériaux

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2014-2015

Dans ce projet, nous désirons concevoir, synthétiser et tester des nouveaux ionomères issus de la famille des polymères du norbornène, qui offrent des propriétés de stabilité thermique et chimique exceptionnelle pour les piles à combustible qui utilisent des membranes échangeuses de protons (PEM) ou des membranes échangeuses d'ions hydroxydes (AEM). L'objectif à long terme est de mettre au point des membranes avec d'excellentes performances sans néanmoins devoir utiliser des produits perfluorés dispendieux.

Le but de ce projet est de proposer une nouvelle famille d'ionomères basée sur des copolymères d'éthylène et de norbonène fonctionnalisé avec des groupes sulfoniques pour les PEM ou des amines quaternaires aromatiques pour les AEM. Les avantages de ces nouveaux matériaux sont : (i) la présence de groupements fonctionnels qui sont difficilement hydrolysables (PEM), ou qui résistent à l'attaque nucléophile (AEM); et (ii) une très grande flexibilité quant à la structure des ionomères, ce qui est nécessaire pour atteindre des hautes conductivités ioniques. Trois axes sont développés dans ce projet: A1) synthèse des ionomères; A2) détermination des propriétés de transport des membranes et tests en pile à combustible; A3) relations entre la structure moléculaire du polymère et les propriétés de la membrane.

Notre équipe est constituée d'un chimiste (Claverie, UQAM), d'une physico-chimiste (Tavares, INRS-EMT), et d'un spécialiste de la modélisation des matériaux fonctionnels (Soldera, UdS). Deux étudiants au doctorat et 3 étudiants du 1er cycle seront formés durant la réalisation du projet.