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En réalité, c'est une science complexe : un combustible à base de fer alimenté par MIF

Une nouvelle technologie mise au point par des entrepreneurs de ɬÀï·¬ et leur spin-off Altiro Energy utilise le fer comme combustible alternatif aux combustibles fossiles producteurs de gaz à effet de serre. Avec le soutien du Fonds d'innovation de ɬÀï·¬ (MIF), ils souhaitent tester le projet à l'échelle commerciale et décarboniser l'avenir de l'énergie.

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(Note de la rédaction : cette équipe fait partie de la deuxième cohorte, qui a reçu des fonds en 2023. Les équipes de la troisième cohorte seront présentées dans de prochains articles.)

Imaginez un carburant rechargeable à l'infini et ne produisant aucune émission nocive. Un carburant à haute densité énergétique, sans volatilité et disponible en abondance. Cela semble trop beau pour être vrai ? Détrompez-vous. Car l'équipe d'Altiro Energy, avec le soutien du Fonds d'innovation ɬÀï·¬, travaille à la commercialisation prochaine de ce système énergétique miracle.

Le cœur de leur système est un combustible à base de fer qui peut être brûlé à l'infini pour produire de l'électricité sans générer aucune émission nocive. Dans un monde post-COP28, où pour la première fois, les pays ont convenu de s'éloigner des combustibles fossiles, la technologie des combustibles métalliques d'Altiro est parfaitement adaptée à la décarbonisation de la production d'énergie.

En réalité, l'utilisation du métal comme combustible n'est pas nouvelle et existe depuis les années 1950. La célèbre navette spatiale de la NASA utilisait un combustible solide à base d'aluminium. Le professeur Jeff Bergthorson se consacre depuis 15 ans à la décarbonisation des systèmes énergétiques et a identifié les poudres métalliques comme une alternative prometteuse aux combustibles à base de carbone.

Il a fondé l'Alternative Fuels Lab afin de concentrer ses recherches sur ces matériaux. C'est là que les fondateurs d'Altiro Energy, Samson Bowen-Bronet et Martin Aralov, se sont rencontrés alors qu'ils préparaient leur master en ingénierie à ɬÀï·¬.

« J'ai rencontré Martin au laboratoire. Nous avons commencé à travailler sur cette nouvelle technologie de combustible à base de fer et nous avons réussi à la développer presque immédiatement », explique Samson Bowen-Bronet, PDG. « Après avoir déposé un brevet par l'intermédiaire de ɬÀï·¬, nous avons examiné les options qui s'offraient à nous et nous avons vraiment voulu sortir cette technologie du laboratoire pour la commercialiser. »

Une énergie circulaire pour boucler la boucle

iron flame ablaze in a glass cylinder

La technologie qu'ils utilisent pour créer un cycle énergétique décarboné est assez simple. Altiro utilise son système exclusif pour fournir de la chaleur à haute température afin de brûler la poudre de fer, produisant ainsi de l'énergie sans générer aucune émission nocive.

« L'idée est de réutiliser le même matériau encore et encore. Une fois que le fer a été brûlé pour produire de l'énergie, il se transforme en rouille. La rouille, qui est du métal oxydé, peut être régénérée sous forme de métal pur. Le fer peut donc être utilisé comme source d'énergie propre, car il peut être réutilisé après avoir été épuisé », explique M. Aralov.

La poudre de fer est rechargée à l'aide d'une énergie verte renouvelable et peut être facilement stockée pendant de longues périodes. Contrairement à d'autres systèmes de stockage d'énergie tels que les batteries, la poudre à base de fer peut stocker de l'énergie sans s'autodécharger. L'autodécharge se produit lorsque la batterie perd de l'énergie même si elle n'est pas utilisée, comme un smartphone qui perd lentement de l'énergie lorsqu'il n'est pas utilisé.

« Les piles que vous utilisez, telles que les piles AA, peuvent rester sur l'étagère pendant un certain temps sans que l'autodécharge soit significative. Mais lorsqu'il s'agit d'une échelle industrielle, les quantités d'énergie sont énormes et l'autodécharge des piles a un effet significatif », explique M. Aralov.

Pourquoi le fer ?

Comme le dit Samson en plaisantant dans l'interview, le laboratoire avait presque tout le tableau périodique des éléments à sa disposition, alors pourquoi avoir choisi le fer ? Le principal facteur en faveur du fer : son abondance. Le fer est l'un des métaux les plus courants au monde et compose plus d'un tiers de la masse terrestre. Il peut être extrait des mines ou récupéré à partir de ferraille.

L'extraction du fer n'est actuellement pas particulièrement respectueuse de l'environnement, mais cela est compensé par sa réutilisation constante. Contrairement aux combustibles fossiles qui ne peuvent être brûlés qu'une seule fois, la poudre de fer peut être brûlée indéfiniment.

« Comme vous utilisez le même matériau pendant 10 ou 15 ans, l'impact environnemental initial est vraiment minimisé au fil du temps. Il peut y avoir certaines émissions liées à l'approvisionnement en fer, mais en raison de la quantité utilisée, ces émissions sont vraiment amorties », explique M. Aralov. [Ceci est similaire à la façon dont les barrages hydroélectriques ont un impact carbone important lors de leur construction, mais lorsque l'on considère leur durée de vie, l'impact initial est négligeable.]

Intégration avec d'autres énergies renouvelables

L'impact principal de cette technologie est évident : elle fournit un processus circulaire pour créer de l'énergie sans générer d'émissions de carbone. Un autre avantage important est qu'elle peut être mise en œuvre dans les infrastructures énergétiques mondiales existantes, contrairement à d'autres solutions d'énergie propre.

« Je dirais que d'un point de vue écologique, cette technologie est extrêmement compétitive et prometteuse. Surtout par rapport à la technologie des piles à hydrogène, à l'ammoniac et à toutes les autres alternatives actuellement disponibles », a déclaré Nic Pinkerton, directeur général de l'entreprise.

L'un des avantages particulièrement utiles de cette technologie est que le carburant est rechargé à l'aide de ressources renouvelables telles que l'énergie solaire ou éolienne. L'énergie solaire et l'énergie éolienne constituent un élément précieux de la transition vers les énergies propres, mais il existe souvent un décalage entre la production d'énergie et les besoins. Il existe plusieurs options pour stocker l'énergie produite par les énergies vertes, allant des batteries lithium-ion au sel fondu, mais celles-ci sont coûteuses, peu pratiques et souvent non durables.

« De plus en plus de parcs éoliens et solaires sont construits, mais il faut trouver un moyen de stocker cette énergie et de l'acheminer vers les personnes qui en ont besoin », explique M. Bowen-Bronet. « C'est formidable d'avoir des panneaux solaires dans le nord du Québec, mais comment utiliser cette énergie à Montréal ? Ou que faire lorsqu'il fait beau et que l'on n'a pas besoin d'énergie, puis lorsqu'il fait nuageux et que l'on en a besoin ? »

« Nous devons être en mesure de relier tous ces éléments entre eux et nous pensons que c'est grâce à notre combustible à base de fer que nous pourrons tirer le meilleur parti des ressources énergétiques renouvelables », ajoute-t-il.

L'équipe a démontré la faisabilité du projet à l'échelle du laboratoire et est impatiente de passer à la phase d'essais pilotes.

« Au cours des deux prochaines années, nous allons passer de l'échelle du laboratoire à un prototype précommercial en dehors du laboratoire. Nous voulons nous associer à quelqu'un dans l'industrie lourde et disposer d'une unité de démonstration pour montrer que la technologie peut fonctionner dans une application réelle et pas seulement dans un espace contrôlé en laboratoire », a précisé M. Pinkerton.

Le MIF nous a ouvert la voie

« Le fait d'avoir remporté le MIF l'année dernière nous a vraiment mis sur la bonne voie. En tant que jeune entreprise, il est difficile de convaincre les gens d'investir dans votre projet, d'obtenir les fonds nécessaires pour déposer un brevet, payer les frais juridiques et autres frais commerciaux, etc. Le simple fait d'obtenir ce premier financement, de mettre un pied dans la porte, est donc très utile », a déclaré M. Bowen-Bronet.

Le financement du MIF a vraiment aidé Altiro à démarrer. En effet, le premier compte bancaire de l'entreprise a été ouvert grâce aux fonds reçus par le biais du MIF.

« Nous avons également bénéficié des conseils du comité consultatif de recherche, qui nous a beaucoup aidés en nous donnant des conseils et en nous aidant à établir des contacts. Même si tout ne fonctionne pas, le simple fait de se faire connaître et de faire parler de soi contribue vraiment à renforcer sa crédibilité », ajoute M. Aralov.

Le PDG de l'entreprise a souligné le caractère unique du MIF en tant que programme destiné aux entrepreneurs universitaires.

« Je pense que c'est un programme vraiment formidable que les autres universités n'ont pas nécessairement. La possibilité d'obtenir un financement non dilutif, le fait que l'on puisse bénéficier d'une aide importante dès le début sans avoir à céder une partie de l'entreprise, c'est une opportunité vraiment unique et il n'y en a pas beaucoup d'autres comme celle-là », a déclaré Bowen Bronet.

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