Énergie solaire
bio-inspirée

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À propos de ce programme

Comment apprendre de la nature pour exploiter l'énergie du soleil?

Comme la demande énergétique doublera d’ici 2050, nous avons besoin de toute urgence de sources énergétiques renouvelables et propres, comme l’énergie solaire. Dans ce programme, la science veut s’inspirer de la photosynthèse qui a évolué au fil de milliards d’années pour convertir efficacement l’énergie solaire en énergie électrique et chimique. Les chercheurs au sein du programme tirent profit de ces leçons pour convertir plus efficacement des photons en électrons, et créer de nouveaux carburants directement à partir de l’énergie solaire.

En bref

Foundé
2014
Membres
22
Partisans
  • La fondation Arthur J.E. Child
  • Charles Hantho
  • Chisholm Thomson Family Foundation
  • JJerry et Geraldine Heffernan
  • La fondation Ivey
  • La fondation Max Bell
  • La fondation Metcalf
Les Partenaires
  • Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies (FRQNT)

Disciplines
Biochimie, Biologie, Chimie, Génie biologique, Génie électrique, Nanotechnologie, Physique, Synthèse des matériaux

Détails du programme

Le programme du CIFAR réunit une équipe internationale d’horizons disciplinaires variés, notamment : nanotechnologie, chimie, biologie, génie biologique et synthèse des matériaux. En travaillant de concert, les chercheurs peuvent examiner le problème en cause de multiples perspectives et créer un nouveau cadre de réflexion qui transcende les disciplines. Le programme Énergie solaire bioinspirée s’inspire des organismes photosynthétiques pour découvrir comment créer des technologies solaires. Les Boursiers se penchent sur le captage et la conversion des photons en énergie électrique, ainsi que la catalyst.

La combustion des combustibles fossiles comble 85 pour cent de la demande énergétique mondiale. Cette technologie émet du CO2 dans l’atmosphère et contribue au réchauffement climatique. La croissance de la population et l’augmentation du niveau de vie doubleront la demande énergétique, de 15 térawatts à 30 térawatts, d’ici 2050. La technologie de l’énergie solaire a beaucoup évolué, mais les piles solaires de silicium conventionnelles s’approchent de leur limite en matière d’efficacité et d’abordabilité, et nous n’avons toujours aucune bonne solution pour l’entreposage de l’énergie solaire. Il est impératif de réaliser des percées technologiques pour répondre à la croissance de la demande.

sunflower

 

Les organismes biologiques renferment de puissantes leçons en matière de conversion énergétique. Les plantes peuvent transmettre l’énergie solaire qu’elles absorbent pratiquement sans aucune perte depuis des antennes qui absorbent la lumière jusqu’à des centres réactionnels biochimiques, et convertissent le dioxyde de carbone en combustibles à base de carbone. Ce processus est beaucoup plus efficace que la synthèse artificielle de liaisons carbone. En outre, les organismes biologiques mènent à bien toutes ces fonctions tout en se propageant et en se réparant.

L’un des objectifs principaux du programme est de trouver de meilleurs moyens d’exploiter l’énergie des photons. La chlorophylle s’acquitte de cette tâche dans les organismes photosynthétiques et a optimisé le processus de plusieurs façons. Par exemple, la chlorophylle s’organise en réseaux d’antennes qui se spécialisent dans la capture de l’énergie d’un photon et dans sa transmission jusqu’à un centre réactionnel où l’énergie sert à faire passer un électron à un état énergétique supérieur. Les leçons que renferment ces réseaux d’antennes pourraient considérablement accroître l’efficacité du captage solaire artificiel.

Le programme se penche aussi sur la catalyse et l’entreposage de carburant. Les plantes utilisent l’énergie solaire pour convertir de façon incroyablement efficace le dioxyde de carbone en carburant sous la forme de sucres. Les Boursiers du CIFAR voudraient jouir de la même efficacité dans la conversion de l’énergie solaire en énergie chimique que l’on pourrait entreposer et ensuite convertir en énergie électrique.

Dans toutes ces recherches, les membres du programme travailleront avec des partenaires de l’industrie pour cerner les questions auxquelles il faut trouver réponse et créer des stratégies de commercialisation des nouvelles technologies.

Contactez la directrice principale du programme, Pamela Kanellis

Les boursiers et les conseillers du programme

Directeur de programme

BSE_EdwardSargent
Edward Sargent
Directeur de programme

Les recherches d’Edward Sargent en génie de l’environnement portent sur l’énergie et les carburants. Plus spécifiquement, il analyse l’utilisation de points quantiques colloïdaux pour améliorer le rendement d’appareils et réduire les coûts de fabrication.

Boursiers

Gabriela Schlau Cohen

Gabriela Schlau-Cohen

  • Boursière
  • Énergie solaire bio-inspirée
  • Massachusetts Institute of Technology
  • États Unis
Peidong Yang

Peidong Yang

  • Boursier principal
  • Énergie solaire bio-inspirée
  • Université de la Californie à Berkeley
  • États Unis

Aleksandra Vojvodic

  • Boursière
  • Énergie solaire bio-inspirée
  • Université de la Pennsylvanie
  • États Unis
Rienk Van Grondelle

Rienk van Grondelle

  • Boursier principal
  • Énergie solaire bio-inspirée
  • Université VU
  • Les Pays-Bas
Gregory Scholes

Gregory Scholes

  • Boursier principal
  • Énergie solaire bio-inspirée
  • Université de Princeton
  • États Unis
Thomas Mallouk

Thomas Mallouk

  • Boursier principal
  • Énergie solaire bio-inspirée
  • Université d’état de la Pennsylvanie
  • États Unis

Karl Leo

  • Boursier principal
  • Énergie solaire bio-inspirée
  • Université de technologie de Dresde
  • Allemagne
Mario Leclerc

Mario Leclerc

  • Boursier principal
  • Énergie solaire bio-inspirée
  • Université Laval
  • Canada
Sharon Hammes-Schiffer

Sharon Hammes-Schiffer

  • Boursière principale
  • Énergie solaire bio-inspirée
  • Université de Yale
  • États Unis

Catherine L. Drennan

  • Boursière principale
  • Énergie solaire bio-inspirée
  • Howard Hughes Medical Institute
  • Massachusetts Institute of Technology
  • États Unis

Christopher J. Chang

  • Boursier principal
  • Énergie solaire bio-inspirée
  • Université de la Californie à Berkeley
  • États Unis
Curtis Berlinguette

Curtis P. Berlinguette

  • Boursier principal
  • Énergie solaire bio-inspirée
  • Université de la Colombie-Britannique
  • Canada

Alán Aspuru-Guzik

  • Boursier principal
  • Énergie solaire bio-inspirée
  • Université de Toronto
  • Canada

Conseillers

Vivian Yam

Vivian Wing-Wah Yam

  • Conseillère
  • Énergie solaire bio-inspirée
  • Université de Hong Kong
  • Hong Kong

Daniel G. Nocera

  • Conseiller
  • Énergie solaire bio-inspirée
  • Université Harvard
  • États Unis

Shaffiq Jaffer

  • Conseiller
  • Énergie solaire bio-inspirée
  • Total American Services
  • États Unis

Fraser Armstrong

  • Conseiller
  • Énergie solaire bio-inspirée
  • Université d'Oxford
  • Royaume-Uni

Chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli

Jenny Yang

  • Chercheuse mondiale CIFAR-Azrieli
  • Énergie solaire bio-inspirée
  • Université de la Californie à Irvine
  • États Unis

Yogesh Surendranath

  • Chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli
  • Énergie solaire bio-inspirée
  • Massachusetts Institute of Technology
  • États Unis

Prineha Narang

  • Chercheuse mondiale CIFAR-Azrieli
  • Énergie solaire bio-inspirée
  • Université Harvard
  • États Unis
Jeffrey Warren

Jeffrey J. Warren

  • Chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli
  • Énergie solaire bio-inspirée
  • Université Simon Fraser
  • Canada
Nathaniel Gabor

Nathaniel Gabor

  • Chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli
  • Énergie solaire bio-inspirée
  • Université de la Californie à Riverside
  • États Unis