Département de chimie et de génie chimique
Équipe de recherche sur le charbon activé
Activités de recherche
C'est dans les années 50 que le CMR a mis sur pied un groupe de recherche sur le carbone dans le cadre du Programme de défense contre agents chimiques du MDN. Puisqu'il s'agit du seul groupe de recherche au Canada qui se spécalise dans l'adsorption physique, celui-ci s'est intéressé à divers nouveaux sujets, plus particulièrement le charbon activé, mais a également étudié d'autres systèmes adsorbants tels que les techniques sol-gel, l'adsorption sur un polymère poreux et les tamis moléculaires.
Le Groupe a récemment effectué des travaux dans le domaine de la recherche fondamentale et de la recherche appliquée comme des études fondamentales sur des surfaces de carbone afin de résoudre les problèmes de vieillissement et les effets nocifs d'un haut degré d'humidité sur l'efficacité des charbons activés pour masques à gaz. D'autres études portent sur la production, en laboratoire, de nouveaux carbones et de fibres de carbone à partir de divers matériaux précurseurs et l'utilisation de carbone poreux dans des condensateurs couche double utilisés pour accumuler de l'énergie électrique.
Les carbones sont activés et modifiés à l'aide de techniques innovatrices, y compris l'activation par circulation d'air et l'oxydation électrochimique. Dans le cadre de deux études précises, on tente d'augmenter l'hydrophobicité des carbones activés et de produire des adsorbants comportant des distributions de la taille des pores particulières optimisées de façon à assurer l'adsorption de méthane supercritique à température ambiante.
Dans les années 90, le Groupe de recherche a étendu ses activités pour y ajouter la synthèse, la caractérisation et la mise au point de nouvelles structures de gel de silice préparées chimiquement afin de les utiliser dans des domaines tels que la catalyse, l'adsorption, la séparation et l'isolement.
En 2001, le Groupe de recherche a été l'hôte du Gas Storage Workshop, qui fut couronné de succès, commandité par la American Carbon Society. Cette rencontre internationale a réuni des participants de quatorze pays différents ayant des intérêts divers, y compris l'entreposage de l'hydrogène et les effets du gaz naturel sur des adsorbants tels que des monolithes de charbon activé, des polymères coordonnés, des nanotubes de carbone et des nanofibres.
Le Groupe de recherche sur le carbone activé, en tant que partenaire du Groupe de protection chimique et du Centre de recherches pour la défense de Suffield, a depuis plusieurs années participé aux programmes de développement des FC en ce qui concerne la protection des voies respiratoires contre des vapeurs toxiques et la protection cutanée contre des gaz et des aérosols. Cette expertise fournit une base solide lorsqu'il s'agit de surmonter les défis posés par la nécessité de mettre au point des mesures de protection contre une gamme beaucoup plus vaste de produits chimiques toxiques à l'aide de divers types d'équipement.
Des travaux de recherche effectués récemment par le Groupe ont porté sur la caractérisation de papiers et de feutres à base de fibre de carbone, l'adsorption et les surfaces. Les limites et les lacunes de la boîte C7 et la durée de vie en stockage entraînant une ammoniogénèse ont également fait l'objet d'études récentes, y compris la participation à un projet visant à mettre au point la nouvelle génération de boîte.
Mme Jayne MacDonald a été nommée membre du Comité consultatif de la American Carbon Society pour une période de six ans (de 1999 à 2005) et membre honoraire du Comité consultatif de la rédaction du Carbon Journal en 2001.
Charbon activé (de boîte) vieilli
Micrographie électronique à balayage d'un charbon activé (de boîte vieilli). (2000X) Les effets néfastes de l'humidité sont évidents dans la formation de cristaux située sur la surface du charbon imprégné avec métaux.
Nouvelles billes de carbone
Micrographie électronique à balayage de billes de carbone uniformes. (25X)
Micrographie électronique à balayage de la surface de carbone poreux d'une électrode utilisée dans des condensateurs couche double électrochimiques. L'énergie est accumulée dans le condensateur à la suite de la séparation et de l'accumulation de la charge dans l'interface située entre une électrode à conductivité électronique et une électrolyte conducteur par migration des ions. La forte charge produite résulte de l'amplification de la couche double située sur la grande surface du carbone poreux activé.
Micrographie électronique à balayage de fibres de charbon activé.
Micrographie électronique à balayage de papier activé au charbon. (30 et 500X) Les fibres de tailles uniformes que l'on peut voir sur cette photographie forment un réseau irrégulier avec certains des liants du papier.
Micrographie électronique à balayage de feutre de charbon activé. (114X) Les fibres de tailles uniformes que l'on peut voir sur cette photographie forment un réseau irrégulier.
Commentaires : macdonald-j@rmc.ca
