Développement de nouveaux matériaux et procédés d'élaboration d'anodes inertes et de cathodes mouillables pour la production d'aluminium

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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. À 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).