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La pile a combustible LA PILE A COMBUSTIBLE mars La pile à combustible Sommaire Introduction Principe de fonctionnement Avantages et Inconvénients Applications Perspectives Liens Nicolas Innocente A ?? GEMMES - MFE Introduction Une pile à combustible est

LA PILE A COMBUSTIBLE mars La pile à combustible Sommaire Introduction Principe de fonctionnement Avantages et Inconvénients Applications Perspectives Liens Nicolas Innocente A ?? GEMMES - MFE Introduction Une pile à combustible est une pile o? la fabrication de l'électricité se fait gr? ce à l'oxydation sur une électrode d'un combustible réducteur par exemple l'hydrogène couplée à la réduction sur l'autre électrode d'un oxydant tel que l'oxygène de l'air Dé ?nition Une pile à combustible est un générateur électrochimique d'énergie permettant de transformer directement l'énergie chimique d'un combustible hydrogène hydrocarbures alcools en énergie électrique sans passer par l ? énergie thermique Historique William Robert Grove n'aurait sans doute pas découvert les piles à combustible s'il n'avait pas rencontré Schoenbein lors d'un meeting à Birmingham en A cette époque il travaillait plutôt sur les batteries électriques et exerçait la profession de juge Les deux hommes sympathisèrent dans leurs correspondances ils se mirent au courant de leurs recherches En Grove réalisa sa célèbre expérience avec une pile à combustible il s'agissait d'une cellule hydrogène-oxygène avec des électrodes de platine poreux et de l'acide sulfurique comme électrolyte Ce fut donc C LA PILE A COMBUSTIBLE mars Grove et non Schoenbein qui revendiqua la découverte en Il est aussi le concepteur d'une batterie de cellules pouvant produire de l'oxygène et de l'hydrogène à partir de courant et d'eau Principe de fonctionnement Fonctionnement La pile à combustible fonctionne sur le monde inverse de l'électrolyse de l'eau Ici on supprime la source de tension on alimente en hydrogène et oxygène et on constate l'apparition d'une tension électrique entre les deux électrodes le dispositif est devenu un générateur électrique qui fonctionnera aussi longtemps qu'il sera alimenté Pour cela elle est constituée de deux électrodes anode et cathode séparées par un électrolyte matériau qui bloque le passage des électrons mais laisse circuler les ions Le combustible à base d'hydrogène H est amené sur l'anode H va se transformer en ions H et libérer des électrons qui sont captés par l'anode Les ions H arrivent sur la cathode o? ils se combinent aux ions O constitués à partir de l'oxygène de l'air pour former de l'eau C'est le transfert des ions H et des électrons vers la cathode qui va produire un courant électrique continu à partir de l'hydrogène Les réactions Dans le cas d'une pile hydrogène-oxygène on a oxydation de l'hydrogène à l'anode selon H H OH- H e- électrolyte acide H O e- électrolyte basique Il s'agit d'une réaction catalysée L'atome d'hydrogène réagit en libérant deux électrons qui circulent dans le circuit électrique qui relie l'anode à la cathode A la cathode on assiste à la réduction cathodique également catalysée de l'oxygène selon O H e O H O e- H O OH- électrolyte acide électrolyte basique Le bilan donne donc H O H O chaleur C LA PILE A COMBUSTIBLE mars Cette réaction est exothermique à C l'enthalpie libre de la réaction est de - ou kJ mol selon que l'eau formée est liquide ou gazeuse