Membres chercheurs

Geza Joos (M.Eng., Ph.D, McGill University, Canada) is a Professor of Electrical and Computer Engineering at McGill University, since 2001, where he holds the NSERC/Hydro-Quebec Industrial Research Chair on the Integration of Renewable Energies and Distributed Generation into the Electric Distribution Grid since 2009, and the Canada Research Chair in Powering Information Technologies since 2004. His research activities are in the application of high-power electronics to electric power systems and power conversion, including distributed generation and renewable energy (wind energy). He held positions in industry (ABB Canada), and academia (Concordia University, École de technologie supérieure, Canada). His professional activities include consulting work in power electronics applications and power system operation. He is active in CIGRE, where he is Secretary of Study Committee C6, Active Distribution Systems and Distributed Energy Resources since 2017, and in the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Power and Energy Society, where is involved in standards activities since 2011, mostly related to microgrids controllers and DER management systems. He is a Fellow of the IEEE, Fellow of CIGRE, and Fellow of the Canadian Academy of Engineering and the Engineering Institute of Canada.

Research Interests:

Calculs haute précision de structures électroniques

Le calcul ab initio (à partir de principes premiers) consiste en la simulation des atomes et des électrons qui composent un matériau, et la résolution des équations de la mécanique quantique pour en prédire toutes les propriétés physiques. Ces calculs se basent sur la théorie de la fonctionnelle de densité (DFT), qui permet de calculer l’énergie d’un système dans son état fondamental ainsi que la fonction d’onde des électrons. Nous utilisons la DFT pour prédire des paramètres structurels d’une molécule ou d’un matériau, ainsi que l’énergie associée à une réaction chimique ou à la formation d’un matériau.

D’autres techniques plus avancées permettent de mieux décrire les niveaux énergétiques des électrons ou la réponse d’un matériau à une perturbation externe. Par exemple, la méthode GW permet de prédire l’énergie nécessaire pour ajouter ou retirer un électron d’un système, et la méthode BSE permet de calculer les propriétés optiques des matériaux.

Matériaux énergétiques pour un futur durable

La production et le stockage des énergies renouvelables constitue un des plus grands défis à relever pour faire face à la crise climatique. L’hydrogène est un vecteur énergétique particulièrement adéquat pour les énergies vertes. Le processus d’électrolyse convertit la puissance électrique en énergie chimique en séparant les molécules d’eau en oxygène et en hydrogène gazeux. L’hydrogène est ensuite convertis en électricité dans une pile à combustible, et peut ainsi propulser une voiture électrique.

Mon équipe de recherche développe des matériaux innovants pour soutenir les technologies à l’hydrogène. Ceci inclut les catalystes moléculaires ou solides pour la production et la conversion énergétique de l’hydrogène, les hydrures métalliques pour le stockage de l’hydrogène, et les matériaux d’électrode pour le stockage de l’électricité dans des batteries ou des supercondensateurs.

Couplage électron-phonon

Les phonons décrivent les modes de vibrations des atomes dans un solide, et sont en quelque sorte des particules de son, ou des quanta de vibrations. Lorsque les électrons se déplacent dans un solide, ils subissent des collisions avec les phonons et ce processus est au coeur de multiples phénomènes, tels que la résistivité électrique, la supraconductivité, et le changement des propriétés optiques en fonction de la température. Nous étudions ces phénomènes par calcul ab initio à l’aide de la théorie de la fonctionnelle de densité perturbative (DFPT).

Gaixia Zhang est titulaire de la Chaire de recherche en génie Marcelle-Gauvreau à l’École de technologie supérieure (ÉTS), Montréal, Canada. Elle a obtenu son doctorat de Polytechnique Montréal, puis a poursuivi ses recherches à l’Université Western et à l’INRS, Canada. Ses intérêts de recherche portent sur les matériaux avancés (catalyseurs, électrodes et électrolytes) pour les dispositifs et systèmes d’énergie durable, y compris les batteries, les piles à combustible, la production d’hydrogène vert et la réduction du CO₂. Elle s’intéresse également à l’ingénierie des interfaces et des dispositifs, ainsi qu’aux caractérisations in-situ et aux simulations théoriques. Elle a publié plus de 150 articles évalués par des pairs dans des revues de premier plan, notamment Nature Sustainability, Energy Environmental Science, Advanced Materials, Advanced Energy Materials, Angew. Chim. Int. Ed., ACS Energy Letters, etc. Elle est l’autrice de 10 chapitres de livres et détient 4 brevets américains (avec l’industrie) liés aux batteries et aux piles à combustible. Elle fait partie des 2% des meilleurs scientifiques du monde.

Gaixia Zhang is a Marcelle-Gauvreau Engineering Research Chair Professor at École de Technologie Supérieure (ÉTS), Montréal, Canada. She received her Ph.D. degree from Polytechnique Montréal, and then continued her research at Western University and INRS, Canada. Her research interests focus on Advanced Materials (catalysts, electrodes, and electrolytes) for Sustainable Energy Devices and Systems, including batteries, fuel cells, hydrogen production, and CO₂ reduction. She is also interested in interface and device engineering, as well as in-situ characterizations and theoretical simulations. She has published over 150 peer-reviewed articles in top journals including Nature Sustainability, Energy Environmental Science, Advanced Materials, Advanced Energy Materials, Angew. Chem. Int. Ed., ACS Energy Letters, etc. She has authored 10 book chapters and holds 4 US patents (with industry) related to batteries and fuel cells. She is among the world’s top 2% scientists