Projets novateurs réalisés

Déchiffrer l’interface catalyseur-ionomère dans les piles à combustible : simulations de dynamique moléculaire des propriétés locales de transport

Les piles à combustible électrolytiques polymères sont une technologie clé dans la course contre le défi climatique, et bien que les applications commerciales soient de plus en plus courantes, les défis subsistent en termes de coût, de performance et de durabilité. La plupart des problèmes qui empêchent la commercialisation complète affectent la couche catalyseur, la région où se produisent les réactions électrochimiques génératrices d’énergie, comme la réaction de réduction de l’oxygène. Cette couche est constituée de nanoparticules de platine soutenues sur un matériau de carbone et recouvertes d’un polymère conducteur d’ions. La résistance au transport des molécules d’oxygène vers cette couche entraîne une perte d’efficacité, surtout à une surface de platine plus faible. Faire baisser le coût des piles à combustible en réduisant la charge en platine et en assurant une grande durabilité pour les marchés automobiles lourds entraîne à la fois une surface de catalyseur plus faible sur toute la durée de vie du produit et exige une plus grande robustesse face aux pertes de transport d’oxygène. La petite échelle des composants dans la couche catalyseur rend l’étude expérimentale difficile et les efforts computationnels sont cruciaux pour comprendre les interactions sous-jacentes. À cette fin, nous proposons de développer un modèle computationnel basé sur la dynamique moléculaire de la région platine/carbone/polymère afin de rationaliser les facteurs affectant la résistance au transport de l’oxygène et de proposer des améliorations de conception pouvant réduire les pertes de puissance et les coûts des piles à combustible de nouvelle génération.

Influence sociale et performance dans un scénario clinique simulé et évaluation de la validité de la simulation pour l’entraînement d’équipe

La complexité des soins de santé modernes exige que des équipes de professionnels travaillent ensemble pour identifier les lacunes dans les soins. Les défaillances de l’équipe de soins de santé signifient que la sécurité des patients et les résultats en santé sont compromis. Cette série d’études explorera comment la charge cognitive et le stress influencent l’obéissance à l’autorité, la performance de l’équipe et, ultimement, la sécurité des patients. Les résultats seront utilisés pour mieux préparer les équipes de soins de santé afin de protéger le patient contre les facteurs humains qui nuisent aux équipes à traiter les comportements et décisions nuisant à la sécurité du patient.

Développement et amélioration de la nano-grille autoformante Solantro (SFnG)

Avec le développement de l’industrie, une consommation d’énergie croissante a provoqué une énorme crise. Le développement des technologies d’énergie renouvelable, comme les équipements photovoltaïques, offre un nouvel espoir pour résoudre les problèmes énergétiques. Solantro SFnG est développé et exploité dans le laboratoire de l’entreprise depuis environ 5 ans. Ce nanoréseau réel comprend des panneaux photovoltaïques, des unités de stockage d’énergie, une variété de charges et le contrôleur de micropuce. Basé sur le Solantro SFnG, ce projet vise à développer un chargeur embarqué bidirectionnel, à haute efficacité et à haute densité de puissance, afin de permettre la recharge de VE pour le nanoréseau actuel. Le projet proposé comprend trois sous-objectifs : (a) Développer une correction bidirectionnelle du facteur de puissance à haute efficacité, à haute densité de puissance et à faible coût. (b) Développer un convertisseur DC/DC à haute efficacité, à haute densité de puissance, à faible coût et sécuritaire. (c) Développer des stratégies optimales de gestion de l’énergie. Elle offrira aux clients et partenaires commerciaux de Solantro la possibilité d’unifier la production/stockage d’énergie alternative et le système intégré de recharge de VE haute performance.

Optimisation de l’utilisation de fins traités recyclés dans des mélanges de béton éco-efficaces

Le béton est un matériau de construction majeur utilisé à l’échelle mondiale, responsable de la production d’environ 7% des émissions mondiales totales de dioxyde de carbone. L’ampleur de son impact environnemental est liée à l’énergie incorporée dans l’extraction et le transport des granulats de béton, avec un lien direct avec la quantité de ciment Portland (PC) utilisée pour lier les matières premières. Les avancées récentes dans les protocoles de conception, les modèles d’emballage et les géopolymères sont de plus en plus utilisées pour minimiser l’empreinte carbone du béton et produire des mélanges sans PC. Dans cette étude, nous prévoyons d’utiliser des matériaux recyclés, comme ceux issus de projets de construction en béton, pour compenser les besoins en matières premières. Pourtant, on sait peu de choses sur la façon dont les fines de sol recyclées et traitées affectent les mélanges de béton et de géopolymères à l’état frais et durci. En utilisant les techniques mentionnées ci-dessus, ce travail vise à incorporer des matériaux fins recyclés et traités dans des mélanges de béton et de géopolymères à des proportions qui affectent minimalement la performance.

Évaluation de la corrosion des bio-huiles de pyrolyse/liquéfaction hydrothermale : effets des traitements de modernisation par hydro-désoxygénation catalytique (HDO) dans le méthanol/éthanol supercritique

L’huile biologique dérivée de la pyrolyse rapide et de la liquéfaction hydrothermale de la biomasse lignocellulosique contient généralement une forte teneur en oxygène (30-50%), ce qui entraîne une valeur calorifique relativement faible, une viscosité élevée et une faible stabilité. De plus, la présence d’acides organiques dans le bio-pétrole brut entraîne une faible valeur de pH et donc la corrosion des matériaux du réacteur (acier ou alliages). À ce jour, une large gamme de techniques de modernisation du bio-huile a été développée, notamment l’hydro-désoxygénation (HDO), largement employée pour éliminer l’oxygène du pétrole brut bio-oil par formation d’eau. À ce jour, peu de recherches ont été menées sur la corrosion des matériaux du réacteur lors de la mise à niveau des HDO. Dans le cadre de cette recherche, la mise à niveau du bio-pétrole brut par HDO en méthanol ou éthanol supercritique sera étudiée, non seulement pour développer des procédés rentables de production de biocarburants de haute qualité, mais aussi pour explorer le mécanisme de corrosion des matériaux d’alliage métallique lors de l’HDO du bio-huile ou en contact avec le pétrole brut et les bio-huiles améliorées.

Traitement des données Twitter

Étant donné la pluralité de voix disponibles sur le Internet, il est souvent difficile d’estimer le niveau de
l’expertise des individus que l’on rencontre dans le cyberespace. D’un autre côté, c’est aussi difficile
pour qu’un expert individuel établisse sa crédibilité dans cette mer de voix hurlantes. Donc, c’est
souhaitable d’avoir un mécanisme indépendant pour prouver les revendications d’authenticité d’une personne donnée et
Légitimité. Une source d’information précieuse dans cette démarche est l’interaction de l’individu avec
du contenu sur le web, que ce soit du blogue, des tweets, etc. L’objectif précis de ce projet est d’extraire un
collecte de sujets à partir des liens publiés sur un compte Twitter donné afin d’identifier les intérêts de l’utilisateur et
utiliser cette collection pour fournir un mécanisme de comparaison de l’intensité des intérêts de différents
des individus dans un sujet donné.

Évaluation des conséquences des défaillances potentielles des installations de stockage de résidus dans le contexte canadien

Les récentes défaillances catastrophiques des installations de stockage de résidus (TSF) ont entraîné d’immenses pertes sociales, environnementales et économiques. Actuellement, la recherche sur le risque de TSF se concentre principalement sur les causes techniques de la défaillance ou des dommages environnementaux post-défaillance. De plus, des recherches limitées explorent les conséquences financières, environnementales et sociales d’une éventuelle défaillance du TSF dans les zones potentielles d’inondation des résidus. Ce projet vise à quantifier et à communiquer aux investisseurs institutionnels les conséquences potentielles des défaillances des installations de stockage de résidus au Canada. Il y a un besoin urgent et pressant de développer des outils d’évaluation des projets miniers pour comprendre et communiquer les conséquences des éventuelles défaillances du TSF pour les personnes, les infrastructures et l’environnement. Cette recherche fournira à Resourceful Paths des outils et une justification plus claire pour que les compagnies minières s’engagent à des choix plus sûrs pour des stratégies alternatives d’élimination des résidus. De plus, ce projet fournira aux investisseurs et parties prenantes minières des informations décisionnelles indispensables pour améliorer la gestion et l’atténuation du risque de FST et agir pour diffuser les meilleures pratiques à travers le secteur.

Intelligence artificielle dans le transport en commun

Les systèmes de transport évoluent vers des systèmes de transport intelligents et ISR Transit est un fournisseur de premier plan de ces systèmes, offrant des solutions en gestion de flotte. Dans ces systèmes, l’une des technologies habilitantes est le réseau de capteurs sans fil, où les capteurs sont utilisés pour obtenir des informations sur les flottes. Par exemple, des capteurs sont déployés sur le moteur, les modules de frein, les portes, les boutons d’urgence et les demandes d’arrêt passagers. Les informations capturées par ces capteurs sont transmises à un contrôleur central afin d’optimiser la productivité en suivant, en surveillant et en gérant les éléments du transport en commun ainsi que les données opérationnelles statiques telles que les numéros de véhicules, les conducteurs, les itinéraires, les horaires, les horaires, etc.

L’un des principaux défis de ces systèmes est que, puisque les capteurs disposent de ressources énergétiques limitées, ils ne peuvent pas effectuer des tâches de surveillance sur une longue période. Pour résoudre ce problème, la consommation d’énergie aux capteurs devrait être réduite, ce qui peut être réalisé en minimisant le nombre de transmissions de données. Plus précisément, comme les observations sensorielles sont fortement corrélées dans le temps et l’espace, certaines lectures collectées pourraient être redondantes. L’objectif de ce projet est de proposer des schémas de réduction des données qui, tout en minimisant la consommation d’énergie des capteurs, la qualité des données est préservée.

Développement d’un système de prévision de l’eau douce utilisant le modèle du bilan total de l’eau SWAT-MODFLOW

Nous concevrons et construirons une suite logicielle pour produire des prévisions sur 36 heures des débits d’eau et de la turbidité (troubles) à tout moment le long des chenaux du bassin versant supérieur de la rivière Yellowstone (UYRW). Ce système de prévision répondra aux sources d’information en temps réel sur la météo et les relevés des capteurs en amont, et sera conçu pour des mises à jour continues (via des recalibrements automatiques quotidiens) basés sur des techniques statistiques modernes. Ce projet modifiera substantiellement un logiciel existant (SWAT-MODFLOW) en introduisant : la prévision de la turbidité; un compte rendu plus réaliste de l’accumulation de neige en montagne; un système d’étalonnage conçu pour les mises à jour en temps réel; et une interface facile à utiliser pour exécuter des simulations et tracer les entrées/sorties. L’organisation partenaire pourra utiliser ce logiciel pour la planification de scénarios et obtenir des estimations plus précises des indicateurs des bassins versants – historiques et actuels – essentiels à la gestion des utilisateurs humains d’eau (publics et privés), de la faune et de l’environnement.

Formulation des matériaux et extrusion de feuilles de composites thermoplastique-graphite pour le moulage par compression des plaques bipolaires PEMFC

L’hydrogène est une source d’énergie propre avec zéro émission de gaz à effet de serre. Une méthode très efficace pour obtenir de l’énergie à partir de l’hydrogène est d’utiliser des piles à combustible, qui génèrent de l’électricité via une réaction électrochimique où l’oxygène et l’hydrogène se combinent pour former de l’eau sans émissions nocives. Parmi les principaux composants des piles à combustible figurent les plaques bipolaires, qui coûtent environ un tiers du coût total des piles à combustible. Par conséquent, réduire le coût de ces composants, en particulier le coût de fabrication, tout en maintenant ou en améliorant la performance est un objectif principal pour les producteurs de piles à combustible. Les composites polymère-graphite sont devenus le matériau alternatif à faible coût pour les plaques bipolaires, actuellement fabriquées en matériaux composites thermodurcissables (par exemple époxy) et graphite. Ces matériaux composites doivent présenter certaines caractéristiques, mais surtout une conductivité électrique élevée, surtout dans la direction traversante du plan (TPEC). De plus, ils doivent avoir une résistance à la flexion et une ténacité à la fracture adéquates pour résister à la manipulation de la fabrication et des opérateurs tout au long du traitement et du post-traitement (création de rainures). D’autres caractéristiques souhaitables incluent : i) coût perdu (coût du matériau et coût de conversion), et ii) faible taux de ferraille (faible taux de défaillance, surtout lors de l’assemblage, et recyclabilité).

Reconnaissance de motifs dans une plateforme Internet de la santé personnelle (IoPH)

Fournir des informations pertinentes sur la santé et le bien-être est important pour maintenir un système de santé efficace dans une société. Au cours de la dernière décennie, les fabricants ont lancé une large gamme d’appareils de surveillance de la santé. Cependant, ces dispositifs fournissent principalement des chiffres, par exemple des pas et des battements de cœur, sans signaler de conditions de santé. Salu Design vise à transformer un appareil portable simple en une solution interactive complète de surveillance de la santé personnelle qui approfondit la compréhension et l’engagement envers la santé individuelle, en fournissant du contexte pour les données de santé, des réponses à des questions de santé personnelle et des conseils pertinents pour améliorer les conditions. L’utilisateur peut communiquer de façon interactive avec la plateforme Salu Design. Les données de communication, ainsi que les données accumulées en arrière-plan, seront traitées et analysées par le moteur de la plateforme. L’objectif est de fournir aux utilisateurs non seulement des chiffres, mais aussi des interprétations. La Salu Design Platform commencera avec son propre appareil portable simple à utiliser et abordable. Éventuellement, la plateforme sera disponible pour d’autres appareils portables. L’objectif à long terme est d’offrir des solutions de surveillance de la santé et des solutions à des clients à l’international grâce aux appareils connectés intelligents.

Agriculture durable amplifiée de nouvelle génération (NASA) – Il s’agit de l’espace

Atténuer les risques de malnutrition mondiale, de faim et de conflit; La production alimentaire devrait devenir plus efficace et durable. L’agriculture en environnement contrôlé (ACE) peut produire des rendements plus élevés avec une empreinte spatiale et environnementale réduite. Ce contrôle améliore la gestion des éléments clés comme l’eau, les nutriments et les résultats nutritionnels. Ces avantages ont toutefois un coût; dont l’énergie est parmi les plus grandes. Les serres et les fermes verticales peuvent avoir des besoins importants en gestion thermique et, de plus en plus, des besoins électriques très importants. Ce projet repense radicalement la façon dont la CEA devrait être conçue et mise en œuvre à petite échelle, à grande échelle et au-delà du nôtre. La plateforme révolutionnaire modèle et fabricant transcendera les paradigmes existants qui, historiquement, ont limité la CEA à des emplacements, configurations, échelles ou classes socioéconomiques spécifiques. Le programme vise 1) à transformer l’efficacité énergétique, la résilience et la durabilité des opérations de la CEA, 2) accroître l’accès mondial aux avantages de la CEA, et 3) former la prochaine génération d’agriculteurs amplifiés.