Nouveau matériau biochar-soufre pour des applications durables

Matériaux, Génie chimique

BESOIN NON SATISFAIT

Le biochar émerge comme un produit prometteur pour la capture du carbone issu des résidus de biomasse et des flux de gestion des déchets. Produit par pyrolyse de la biomasse en absence d’oxygène, il transforme les déchets organiques en un matériau carbone léger aux applications multiples dans l’agriculture, l’énergie, le traitement de l’eau et les matériaux avancés.

Malgré ses propriétés attrayantes, le biochar, sous sa forme initiale, demeure un matériau fragile aux performances mécaniques limitées. Les défis liés à son stockage, à son transport et à sa durabilité restreignent fortement son potentiel en tant que sous-produit de séquestration du carbone dans une économie de revalorisation à haute valeur ajoutée. Une meilleure intégrité mécanique ouvrirait de nouveaux marchés industriels pour le biochar en tant qu’alternative bas-carbone, notamment dans la construction et le renforcement de composites.

PRÉSENTATION DE LA TECHNOLOGIE

L’équipe dirigée par le professeur Martel et la Dr Al Akoumy à l’Université de Montréal a démontré une méthode novatrice de traitement du biochar par le soufre, permettant la synthèse d’un matériau de biochar stable et hautement durable.

Le biochar obtenu présente une résistance mécanique et une stabilité chimique considérablement améliorées, atteignant, dans des conditions optimisées, une résistance à la compression de 382 MPa et un module de Young pouvant aller jusqu’à 165 GPa, tout en conservant une faible densité de 1,3 g/cm³. Ces caractéristiques soulignent son potentiel pour des applications structurales. Conçue pour un usage industriel, la méthode de fabrication ne requiert pas de hautes températures, ouvrant la voie à une montée en échelle à l’aide de technologies telles que le moulage et l’extrusion. Ce nouveau procédé biochar-soufre permet également de façonner le matériau final sous forme de fibres, granules, feuilles ou poutres par moulage par compression. Ce matériau polyvalent ouvre de nouvelles possibilités d’utilisation du biochar comme renfort léger, résistant et stockant du carbone pour des applications structurelles et mécaniques.

L’équipe est actuellement engagée dans la mise à l’échelle de la production afin de tester le matériau biochar-soufre dans diverses applications. Nous recherchons des partenaires industriels afin d’identifier les caractéristiques clés à développer et à adapter pour le déploiement de ce nouveau matériau à l’échelle industrielle.

Comparaison des propriétés mécaniques

Matériau	Résistance à la compression (MPa)	Module élastique (GPa)	Densité (g/cm³)	Résistance à la traction (MPa)
Notre biochar	20 à 383	6 à 165	1.3 à 1.4	À venir
Acier	170–180	190–210	7–8	350–420
Béton	15–20	20–40	2.1	0.9
Fibre E-Glass	4000–5000	43–50	2.5	1900–2000
Fibre de carbone	700–1000	200–600	1.8	1000–4000

OCCASION D’AFFAIRES

Partenariat pour la maturation technologique vers des applications commerciales
Admissibilité au financement gouvernemental dans le cadre d’un programme de maturation d’entreprises ou de transfert technologique

AVANTAGES CONCURRENTIELS

Matériau à haute résistance et ultraléger
Durable et stable chimiquement
Facile à mettre en forme pour la production à grande échelle

MARCHÉS VISÉS

Renfort pour les matériaux composites
Pièces moulées pour la fabrication avancée
Transport et stockage

PROTECTION DE LA PI

Demande de brevet provisoire US

PERSONNES RESSOURCES

Richard Martel

CHERCHEUR PRINCIPAL
Département de chimie,
Université de Montréal

Julien Longchamp

CONTACT
Directeur du transfert
B +1 (514) 360-3079 x 171
julien.longchamp@axelys.ca