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RECHERCHE

Les systèmes électrochimiques sont omniprésents dans notre société. Du stockage d’énergie dans les batteries au lithium qui alimentent nos équipements nomades et nos véhicules électriques aux systèmes de conversion d’énergie comme les dispositifs photovoltaïques, notre mode de vie a été grandement influencé par leur utilisation. Pour répondre aux grands défis énergétiques mondiaux de demain, ces systèmes électrochimiques doivent devenir de plus en plus performants. Le développement de ces technologies repose sur de nouveaux matériaux et techniques de caractérisation permettant de comprendre les réactions électrochimiques complexes qui se produisent au sein même des systèmes.

Au niveau des matériaux, nos recherches se concentrent principalement sur l'électrolyte qui est l'un des composants fondamentaux de tous les systèmes électrochimiques. Traditionnellement, le rôle de l'électrolyte est de maintenir la conduction ionique entre les électrodes. Notre travail vise à changer ceci en développant des électrolytes avancés pouvant participer activement aux réactions électrochimiques. Pour ce faire, nous nous concentrons sur la conception de nouveaux liquides ioniques destinés à améliorer les performances des dispositifs de stockage d'énergie.



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LIQUIDES IONIQUES

Les liquides ioniques sont des milieux constitués uniquement d’ions présentant une phase liquide sous les 100°C et souvent à température ambiante. Souvent composés d’ions de nature organique, ils offrent la possibilité d’être modifiés par des groupements fonctionnels afin d’en modifier les propriétés physiques et chimiques et ainsi leur attribuer des fonctions réactives. Notre groupe s’intéresse particulièrement à la modification de liquides ioniques par des groupements électroactifs comme le ferrocène afin d’étudier les processus de transfert électroniques dans ces milieux et de développer des électrolytes avancés pour le stockage d’énergie.



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SUPERCAPACITÉS

Les supercapacités électrochimiques sont une classe de dispositifs de stockage d’énergie qui reposent sur des processus à l’interface entre le matériau actif à base de carbone d’une électrode et l’électrolyte. Ces processus étant très rapides, le stockage d’énergie dans une supercapacités’effectue à l’échelle des secondes. Cependant, puisque les réactions menant au stockage n’impliquent que l’interface, la densité d’énergie est plus faible dans les supercapacités que dans les batteries où les réactions prennent lieu principalement dans la masse du matériau actif. Nos recherches dans ce domaine visent à augmenter la densité d’énergie des supercapacités en impliquant l’électrolytes dans les réactions de stockage. Plus spécifiquement, nous étudions l’ajout de groupements électroactifs à même l’électrolyte pour ajouter une contribution faradique au mécanisme de double-couche électrique. Pour y arriver, notre approche consiste à développer des liquides ioniques électroactifs qui permettent notamment de maximiser la concentration en sites réactifs afin d’augmenter de manière significative le stockage d’énergie.



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TECHNIQUES DE CARACTÉRISATION

Nos recherches portent également sur le développement et l’utilisation de techniques de caractérisation de pointe pour améliorer la compréhension des mécanismes de fonctionnement des systèmes électrochimiques. Des approches basées sur le couplage de méthodes d’analyse chimique et physiques avec une cellule électrochimique permettent d’étudier les processus menant au stockage de charge et d’améliorer les propriétés des électrolytes. La spectroscopie RMN à l’état solide nous permet par exemple d’évaluer la proportion relative des mécanismes faradiques et non-faradiques dans une supercapacité pour en maximiser l’énergie. Nous sommes également impliqués dans le développement d’une infrastructure dédiée à l’analyse in-situ des systèmes électrochimiques. Plus de détails suivront!



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DOMINIC ROCHEFORT

Dominic a obtenu son baccalauréat en chimie à l’Université de Montréal en 1997. Il y a ensuite effectué son Ph.D. (2001) dans le groupe de Dónal Leech (maintenant à NUI Galway, Irlande) durant lequel il s’est intéressé à l’étude des réactions de transfert d’électrons impliquant des enzymes oxydases. Deux stages postdoctoraux en tant que boursier CRSNG l’ont amené à étudier l’électrochimie en stockage d’énergie dans les supercapacités (Daniel Guay, INRS 2002-2003) et en conversion d’énergie dans les piles à combustible (Héctor D. Abruña, Cornell 2003-2004). Il poursuit des travaux dans ces domaines depuis son arrivée à l’UdeM comme Professeur au Département de chimie en 2004 en s’intéressant plus particulièrement au développement d’électrolytes fonctionnels.



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MEMBRES ACTUELS

À VENIR



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ANCIENS MEMBRES

À VENIR



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PUBLICATIONS
2018

N. Verdier, D. Lepage, A. Prebe, D. Ayme-Perrot, M. Dolle, D. Rochefort, Crosslinker free thermally induced crosslinking of hydrogenated nitrile butadiene rubber, Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 56, 1825-1833 (2018). https://doi.org/10.1002/pola.29063

N.D. Trinh, D. Lepage, D. Ayme-Perrot, A. Badia, M. Dolle, D. Rochefort, An artificial lithium protective layer that enables the use of acetonitrile-based electrolytes in lithium metal batteries, Angewandte Chemie, International Edition, 57, 5072-5075 (2018). https://doi.org/10.1002/anie.201801737

2017

B. Gelinas, D. Das, D. Rochefort, Air-stable, self-bleaching electrochromic device based on viologen- and ferrocene-containing triflimide redox ionic liquids, ACS Applied Material Interfaces, 9, 28726-28736 (2017). https://doi.org/10.1021/acsami.7b04427

B. Gelinas, T. Bibienne, M. Dolle, D. Rochefort, Electroactive ionic liquids based on 2,5-ditert-butyl-1,4-dimethoxybenzene and triflimide anion as redox shuttle for Li4Ti5O12/LiFePO4 lithium-ion batteries, Journal of Power Sources, 372, 212-220 (2017). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2017.10.002

L. Aldous, J.J. Black, M.C. Elias, B. Gelinas, D. Rochefort, Enhancing thermoelectrochemical properties by tethering ferrocene to the anion or cation of ionic liquids: Altered thermodynamics and solubility, Physical Chemistry Chemical Physics, 19, 24255-24263 (2017). https://doi.org/10.1039/C7CP04322H

2016

H.J. Xie, B. Gelinas, D. Rochefort, Redox-active electrolyte supercapacitors using electroactive ionic liquids, Electrochemistry Communications., 66, 42-45 (2016). https://doi.org/10.1016/j.elecom.2016.02.019

H.J. Xie, B. Gelinas, D. Rochefort, Electrochemical and physicochemical properties of redox ionic liquids using electroactive anions: Influence of alkylimidazolium chain length, Electrochimica Acta, 200, 283-289 (2016). https://doi.org/10.1016/j.electacta.2016.03.075

A. Lone, H. Anany, M. Hakeem, L. Aguis, A.-C. Avdjian, M. Bouget, A. Atashi, L. Brovko, D. Rochefort, M.W. Griffiths, Development of prototypes of bioactive packaging materials based on immobilized bacteriophages for control of growth of bacterial pathogens in foods, Int. J. Food Microbiol., 217, 49-58 (2016). https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2015.10.011

S. El Khakani, D. Rochefort, D.D. MacNeil, ARC study of LiFePO4 with different morphologies prepared via three synthetic routes, Journal of the Electrochemical Society, 163, A1311-A1316 (2016). https://doi.org/10.1149/2.0801607jes

B. Gelinas, M. Natali, T. Bibienne, Q.P. Li, M. Dolle, D. Rochefort, Electrochemical and transport properties of ions in mixtures of electroactive ionic liquid and propylene carbonate with a lithium salt for lithium-ion batteries, Journal of Physical Chemistry C, 120, 5315-5325 (2016). https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5b11911

S. El Khakani, D. Rochefort, D.D. MacNeil, Thermal stability of high voltage Li1-xMn1.5Ni0.5O4 cathode material synthesized via a sol-gel method, Journal of the Electrochemical Society, 163, A947-A952 (2016). https://doi.org/10.1149/2.0621606jes

2015

X. Meng, F. Quenneville, F. Venne, E. Di Mauro, D. Isik, M. Barbosa, Y. Drolet, M.M. Natile, D. Rochefort, F. Soavi, C. Santato, Electrolyte-gated WO3 transistors: Electrochemistry, structure, and device performance, Journal of Physical Chemistry C, 119, 21732-21738 (2015). https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5b06777

B. Gelinas, D. Rochefort, Synthesis and characterization of an electroactive ionic liquid based on the ferrocenylsulfonyl(trifluoromethylsulfonyl)imide anion, Electrochimica Acta, 162, 36-44 (2015). https://doi.org/10.1016/j.electacta.2014.11.154

S. El Khakani, J.C. Forgie, D.D. MacNeil, D. Rochefort, Redox shuttles for lithium-ion batteries at concentrations up to 1 M using an electroactive ionic liquid based on 2,5-di-tert-butyl-1,4-dimethoxybenzene, Journal of the Electrochemical Society, 162, A1432-A1438 (2015). https://doi.org/10.1149/2.0131508jes

2014

N.L. Nguyen, D. Rochefort, Electrochemistry of ruthenium dioxide composite electrodes in diethylmethylammonium-triflate protic ionic liquid and its mixtures with acetonitrile, Electrochimica Acta, 147, 96-103 (2014). https://doi.org/10.1016/j.electacta.2014.08.143

M. Moumene, A. Tabet-Aoul, M. Gougis, D. Rochefort, M. Mohamedi, Laser pulse deposited nanosized ceria for direct electron transfer of glucose oxidase, International Journal of Electrochemical Science, 9, 176-184, 179 pp. (2014).

B. Gelinas, J.C. Forgie, D. Rochefort, Conductivity and electrochemistry of ferrocenyl-imidazolium redox ionic liquids with different alkyl chain lengths, Journal of the Electrochemical Society, 161, H161-H165 (2014). https://doi.org/10.1149/2.017404jes

2013

Y. Zhang, D. Rochefort, Fast and effective paper based sensor for self-diagnosis of bacterial vaginosis, Analytica Chimica Acta, 800, 87-94 (2013). https://doi.org/10.1016/j.aca.2013.09.032

J. Tremblay, N.L. Nguyen, D. Rochefort, Hydrogen absorption by a palladium electrode from a protic ionic liquid at temperatures exceeding 100 ¡C, Electrochemistry Communications, 34, 102-104 (2013). https://doi.org/10.1016/j.elecom.2013.05.024

G. Shul, C.A.C. Ruiz, D. Rochefort, P.A. Brooksby, D. Belanger, Electrochemical functionalization of glassy carbon electrode by reduction of diazonium cations in protic ionic liquid, Electrochimica Acta, 106, 378-385 (2013). https://doi.org/10.1016/j.electacta.2013.05.082

M. Moumene, D. Rochefort, M. Mohamedi, Electrochemical functionalization as a promising avenue for glucose oxidase immobilization at carbon nanotubes: Enhanced direct electron transfer process, International Journal of Electrochemical Science, 8, 2009-2022 (2013).

A.M. Manzano, G. Torres, A. Gonzalez, A. Banguela, P.L. Ramos-Gonzalez, P.A. Valiente, M.I. Sanchez, A. Sanchez-Lamar, D. Rochefort, M.D. McLean, M. Ramos-Leal, G. Guerra, Role of lacasse isozymes in textile dye decolorization and diversity of laccase genes from ganoderma weberianum (b-18), Journal of Applied Science Environmental Sanitation, 8, 237-242, 236 pp. (2013).

J.C. Forgie, D. Rochefort, Electroactive imidazolium salts based on 1,4-dimethoxybenzene redox groups: Synthesis and electrochemical characterization, RSC Advances, 3, 12035-12038 (2013). https://doi.org/10.1039/c3ra41345d

J.C. Forgie, S. El Khakani, D.D. MacNeil, D. Rochefort, Electrochemical characterization of a lithium-ion battery electrolyte based on mixtures of carbonates with a ferrocene-functionalised imidazolium electroactive ionic liquid, Physical Chemistry Chemical Physics, 15, 7713-7721 (2013). https://doi.org/10.1039/c3cp50560j

C.A. Castro Ruiz, D. Belanger, D. Rochefort, Electrochemical and spectroelectrochemical evidence of redox transitions involving protons in thin mno2 electrodes in protic ionic liquids, Journal of Physical Chemistry C, 117, 20397-20405 (2013). https://doi.org/10.1021/jp405047g

2012

Y. Zhang, D. Rochefort, Characterisation and applications of microcapsules obtained by interfacial polycondensation, Journal of Microencapsulation, 29, 636-649 (2012). https://doi.org/10.3109/02652048.2012.676092

N. Noujeim, S. Samsam, L. Eberlin, S.H. Sanon, D. Rochefort, A.R. Schmitzer, Mesomorphic and ion conducting properties of dialkyl(1,4-phenylene)diimidazolium salts, Soft Matter, 8, 10914-10920 (2012). https://doi.org/10.1039/c2sm26213d

2011

Y.-F. Zhang, D. Rochefort, Activity, conformation and thermal stability of laccase and glucose oxidase in poly(ethyleneimine) microcapsules for immobilization in paper, Process Biochemistry, 46, 993-1000 (2011). https://doi.org/10.1016/j.procbio.2011.01.006

A. Tabet-Aoul, F. Saidani, D. Rochefort, M. Mohamedi, Pulsed laser synthesis of SnO2-Pt nano-thin films onto carbon nanotubes and their electrocatalytic activity towards ethanol oxidation, International Journal of Electrochemical Science, 6, 6385-6397 (2011).

A. Savolainen, Y. Zhang, D. Rochefort, U. Holopainen, T. Erho, J. Virtanen, M. Smolander, Printing of polymer microcapsules for enzyme immobilization on paper substrate, Biomacromolecules, 12, 2008-2015 (2011). https://doi.org/10.1021/bm2003434

F. Saidani, D. Rochefort, M. Mohamedi, Synthesis, characterization of nanostructured rhodium films and their electrochemical behavior towards carbon monoxide oxidation, Electrocatalysis, 2, 114-122 (2011). https://doi.org/10.1007/s12678-011-0045-2

M.P. Guerrero, F. Bertrand, D. Rochefort, Activity, stability and inhibition of a bioactive paper prepared by large-scale coating of laccase microcapsules, Chemical Engineering Science, 66, 5313-5320 (2011). https://doi.org/10.1016/j.ces.2011.07.026

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2010

Y.-F. Zhang, D. Rochefort, Comparison of emulsion and vibration nozzle methods for microencapsulation of laccase and glucose oxidase by interfacial reticulation of poly(ethyleneimine), Journal of Microencapsulation, 27, 703-713 (2010). https://doi.org/10.3109/02652048.2010.509518

F. Saidani, D. Rochefort, M. Mohamedi, Carbon monoxide oxidation on nanostructured Pt thin films synthesized by pulsed laser deposition: Insights into the morphology effects, Laser Chemistry, (2010). https://doi.org/10.1155/2010/143684

L. Mayrand-Provencher, S. Lin, D. Lazzerini, D. Rochefort, Pyridinium-based protic ionic liquids as electrolytes for RuO2 electrochemical capacitors, Journal of Power Sources, 195, 5114-5121 (2010). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2010.02.073

2009

G. Roman-Gusetu, K.C. Waldron, D. Rochefort, Development of an enzymatic microreactor based on microencapsulated laccase with off-line capillary electrophoresis for measurement of oxidation reactions, Journal of Chromatography A, 1216, 8270-8276 (2009). https://doi.org/10.1016/j.chroma.2009.08.069

D. Rochefort, Ionic liquids in chemical analysis. Edited by Mihkel Koel, and Charles H. Luchmuller, Journal of the American Chemical Society, 131, 17031 (2009). https://doi.org/10.1021/ja9087693

L. Mayrand-Provencher, D. Rochefort, Influence of the conductivity and viscosity of protic ionic liquids electrolytes on the pseudocapacitance of RuO2 electrodes, Journal of Physical Chemistry C, 113, 1632-1639 (2009). https://doi.org/10.1021/jp8084149

L. Mayrand-Provencher, D. Rochefort, Origin and effect of impurities in protic ionic liquids based on 2-methylpyridine and trifluoroacetic acid for applications in electrochemistry, Electrochimica Acta, 54, 7422-7428 (2009). https://doi.org/10.1016/j.electacta.2009.07.075

L. Kouisni, D. Rochefort, Confocal microscopy study of polymer microcapsules for enzyme immobilisation in paper substrates, Journal of Applied Polymer Science, 111, 1-10 (2009). https://doi.org/10.1002/app.28997

2008

D. Rochefort, L. Kouisni, K. Gendron, Physical immobilization of laccase on an electrode by means of poly(ethyleneimine) microcapsules, Journal of Electroanalytical Chemistry, 617, 53-63 (2008). https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2008.01.027

M. Hebert, D. Rochefort, Electrode passivation by reaction products of the electrochemical and enzymatic oxidation of p-phenylenediamine, Electrochimica Acta, 53, 5272-5279 (2008). https://doi.org/10.1016/j.electacta.2008.02.031

M. Hebert, D. Rochefort, Investigation of microencapsulated laccase as enzyme immobilization template for application in biofuel, ECS Transactions, 16, 85-97 (2008). https://doi.org/10.1149/1.2981108

2007

J. Jin, M. Prochaska, D. Rochefort, D.K. Kim, L. Zhuang, F.J. DiSalvo, R.B. van Dover, H.D. Abruna, A high-throughput search for direct methanol fuel cell anode electrocatalysts of type ptxbiypbz, Applied Surface Science, 254, 653-661 (2007). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2007.06.077

2006

D. Rochefort, A.-L. Pont, Pseudocapacitive behaviour of RuO2 in a proton exchange ionic liquid, Electrochem. Commun., 8, 1539-1543 (2006). https://doi.org/10.1016/j.elecom.2006.06.032

M. Prochaska, J. Jin, D. Rochefort, L. Zhuang, F.J. DiSalvo, H.D. Abruna, R.B. van Dover, High throughput screening of electrocatalysts for fuel cell applications, Review of Scientific Instruments, 77, 054104/054101-054104/054108 (2006). https://doi.org/10.1063/1.2202919

D.R. Blasini, D. Rochefort, E. Fachini, L.R. Alden, F.J. DiSalvo, C.R. Cabrera, H.D. Abruna, Surface composition of ordered intermetallic compounds PtBi and PtPb, Surface Science, 600, 2670-2680 (2006). https://doi.org/10.1016/j.susc.2006.04.014

2005

D. Rochefort, H. Razafitrimo, D. Guay, R. Schulz, Surface modification of co-evaporated thin films upon oxygen and air exposure, Surface Science, 595, 73-86 (2005). https://doi.org/10.1016/j.susc.2005.08.001

D. Rochefort, D. Guay, Modification to the composition of nanocrystalline RuO2 through reactive milling under O2, Journal of Alloys and Compounds, 400, 257-264 (2005). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2005.03.072

2004

D. Rochefort, D. Leech, R. Bourbonnais, Electron transfer mediator systems for bleaching of paper pulp, Green Chemistry, 6, 14-24 (2004). https://doi.org/10.1039/b311898n

D. Rochefort, C. Hamel, D. Guay, Effect of graphite on the electrochemical properties of ballmilled RuO2, Journal of the Electrochemical Society, 151, A1141-A1146 (2004). https://doi.org/10.1149/1.1766308

F. Barriere, Y. Ferry, D. Rochefort, D. Leech, Targetting redox polymers as mediators for laccase oxygen reduction in a membrane-less biofuel cell, Electrochemistry Communications, 6, 237-241 (2004). https://doi.org/10.1016/j.elecom.2003.12.006

2003

D. Rochefort, P. Dabo, D. Guay, P.M.A. Sherwood, XPS investigations of thermally prepared RuO2 electrodes in reductive conditions, Electrochimica Acta, 48, 4245-4252 (2003). https://doi.org/10.1016/S0013-4686(03)00611-X

2002

D. Rochefort, R. Bourbonnais, D. Leech, S. Renaud, M. Paice, Electrochemical oxidation of transition metal-based mediators for pulp delignification, Journal of the Electrochemical Society, 149, D15-D20 (2002). https://doi.org/10.1149/1.1427077

D. Rochefort, R. Bourbonnais, D. Leech, M.G. Paice, Oxidation of lignin model compounds by organic and transition metal-based electron transfer mediators, Chemical Communications,  1182-1183 (2002). https://doi.org/10.1039/b202621j

2000

R. Bourbonnais, D. Rochefort, M.G. Paice, S. Renaud, D. Leech, Transition metal complexes: A new class of laccase mediators for pulp bleaching, TAPPI Journal, 83, 68 (2000).

 



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