REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUP
REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE AKLI MOHAND OULHADJ-BOUIRA Institut de technologie Module : Electro-chimie Les Piles Sèches Réalisé par : BERBAR Yacine Année Universitaire : 2020/2021 Introduction Le mot électrochimie est issu des termes électricité et chimie. Dans les dictionnaires usuels, l’électrochimie est définie comme une science qui décrit les relations mutuelles entre la chimie et l’électricité, ou qui décrit les phénomènes chimiques couplés à des échanges réciproques d’énergie électrique. La connaissance de l’électrochimie, y compris la pile galvanique et l’électrolyse pourrait être appliquée pour développer des outils et des matériaux liés au métal et les solutions électrolytes tels que des piles sèches, des batteries air, les matériaux d’électrodialyseur. I. Définition des piles sèches : Une tige de carbone occupe le centre et cette tige est entourée par une pâte de bioxyde de manganèse et de chlorure d'ammonium. Le zinc, le carbone et les substances chimiques intermédiaires provoquent une réaction chimique permettant la circulation de courant électrique lorsqu'on relie le zinc et le carbone par un fil passant par un appareil. II. Les Différents types des piles : Les cellules primaires sont principalement les piles alcalines ou au lithium. Les cellules secondaires, d’autre part, sont généralement fabriquées à partir d’acide de plomb, de nickel, de la chimie lithium-ion et sont généralement plus chères que les primaires. Elles peuvent être réutilisées de nombreuses fois et sont donc plus économiques et respectueuses de l’environnement à long terme. Cellule Humide Les cellules humides sont le plus ancien type de pile et utilisent un électrolyte liquide pour transporter les ions. Piles sèches Les cellules sèches fonctionnent comme des cellules humides, sauf que la solution d’électrolyte existe sous une forme de pâte avec juste assez d’humidité pour effectuer une charge. Les batteries : sels fondus (Ml kiCes batteries industrielles) Spécialisées s’appuient sur le sel, surchauffé au point de liquéfaction, comme électrolyte. Qu’est-ce que tous les types de batteries ont en commun des minuscules piles boutons pour les montres à des blocs de plusieurs tonnes qui sauvegardent le téléphone local, c’est qu’ils sont l’exemple le plus commun de cellules électrochimiques voltaïques. Une cellule électrochimique est un appareil qui produit une charge électrique à partir d’une réaction chimique. Si une cellule utilise deux types d’électrolytes, des ponts salins peuvent également être utilisés pour fournir un contact ionique [1]. III. Constitution et fonctionnement d’une pile : Une pile est formée de deux électrodes, le terme électrode signifie ici l'ensemble formé par le conducteur métallique qui conduit les électrons et la solution électrolytique dans laquelle il plonge. A l'une des électrodes, il se produit une oxydation. Dans le cas d'une électrode métallique nous pouvons écrire ainsi la réaction d'oxydation. M Mz+ + z e-Cette électrode est appelée anode par analogie avec le phénomène d'électrolyse où nous avons vu que l'oxydation se produit à l'anode. Cette électrode constitue la borne négative de la pile puisqu'elle fournit les électrons. A l'autre électrode, il se produit une réaction de réduction. M (y+) + y (e -) → M (s) Cette électrode est appelée cathode par analogie avec le phénomène d'électrolyse où la réduction se produit à la cathode. Cette électrode constitue la borne positive de la pile. Lorsqu'on réunit les deux électrodes d'une pile par un circuit fermé, les électrons circulent spontanément depuis l'électrode qui a le plus tendance à libérer des électrons jusqu'à celle qui a le moins tendance à libérer les électrons. On peut cependant obliger les électrons à circuler dans le sens contraire en imposant entre les électrodes une différence de potentiel plus grande que celle de la pile et opposée. Il suffit pour cela de la monter en opposition avec une autre pile plus puissante. On change alors le sens des réactions d'électrode et l'on effectue une électrolyse. Remarque : Au contraire, dans le cas d'une cellule d'électrolyse l'anode est l'électrode positive. La cathode de la pile est son pôle positif et paraît chargée positivement à l'extérieur. IV. Classification : Une pile de 4,5 V - LR12 La plupart des cellules voltaïques sont limitées à 1,5 V, en raison des potentiels électrochimiques de leurs composants. Par Capacité : La capacité d'une pile est souvent exprimée en ampères-heures . Si une pile peut fournir un ampère de courant pendant une heure, elle a une capacité de 1 Ah. Par Format : Le format des piles électriques est normalisé par la Commission électrotechnique internationale et par l'American National Standards Institute . Par Technologie : Pile alcaline 1,5 V ⊝ Zn / Zn42- / K+ + OH- / MnO. Pile saline carbone-zinc 1,5 V. Pour des appareils à faibles besoins ⊝ Zn / Zn2+ / NH4+ + Cl- / MnO. V. Capacité et décharge des piles : La capacité électrique De symbole Q d'une pile est la quantité maximale de charge électrique qu'elle peut fournir au cours de son utilisation. La capacité énergétique De symbole E est la quantité d'énergie qu'elle peut fournir lors de sa décharge. Mettre deux piles en série n'augmente pas la capacité électrique, alors que la capacité énergétique est multipliée par deux. Elle ne doit pas être confondue avec la capacité énergétique de ce réservoir qui est la quantité d'énergie qu'il est capable de fournir au réseau électrique. Cette capacité énergétique dépend de l'altitude du réservoir par rapport aux turbines de l'usine hydroélectrique. VI. Mesure de la capacité électrique : La capacité électrique Q dépend de la quantité d'électrolyte et d'électrode, mais aussi des conditions de décharge (intensité du courant de décharge, tension de coupure de l'appareil, température d'utilisation)12. Si l'intensité de décharge I est constante, la capacité Q est proportionnelle à la durée de décharge Δt : Q = I × ∆t Si l'intensité i varie, alors : Q = ∫ 0 ∆t idt La capacité électrique théorique d'une pile (ou d'une batterie), telle que définie par les fabricants, est mesurée sur un échantillon du modèle en effectuant une décharge à 20 °C sur un équipement normalisé. L'intensité de décharge est choisie pour que celle-ci dure environ 20 h. Il ne reste plus qu'à faire le produit de l'intensité par le temps effectif de décharge. Figure I. La gamme de pile sèche VII. Exemple des piles : Une pile bouton, ou pile de montre, est une petite pile électrique, généralement de forme cylindrique et de dimensions semblables à un bouton. Parmi les piles utilisées actuellement, certaines mettent en jeu un autre oxydant que le dioxyde de manganèse. Nous les présentons uniquement sous leur forme miniaturisée, apport technologique tel, qu'on Les appelle « pile bouton » insistant sur leur taille avant toute considération électrochimique. A part l'oxydant, ces piles sont de conception semblable à celle de la pile alcaline « au manganèse » puisqu'en fait, comme nous l'avons indiqué, c'est l'oxyde mercurique qui a été proposé en premier. On le réserve plutôt à la construction des accumulateurs appelés « Zinc-Argent ». Là encore les termes de pile « Au Mercure » ou « A L'Argent » confondent métal et élément, ou à la rigueur ici, ils traduisent l'état des piles usées. Figure II. Le schéma de pile bouton Figure III. Les dimensions des piles bouton VIII. Recyclage des piles : Plus de la moitié des piles usagées sont encore jetées dans les ordures ménagères ou dans la nature, ce qui représente près de 234.000 tonnes de déchets de piles dans toute la France en 2012. Les piles et les accus collectés seront triés par catégories. Chaque modèle de piles une fois collectées seront traitées par pyrométallurgie dans des aciéries et les industries métallurgiques respectives c’est-à-dire qu’elles seront fusionnées à haute température pour récupérer tous les matériaux composant des piles : le zinc, l’acier, le fer, l’aluminium et autres sous forme de lingot afin de les réutiliser. En 2013, près 35 % des piles et accumulateurs commercialisés ont été collectés en France soit près de 8.000 tonnes de piles [2]. IX. Piles et santé : Dans la nature, dans les rues, dans les poubelles ou dans l’eau. C’est un chiffre très alarmant surtout qu’elles contiennent des métaux lourds très nocifs pour la santé comme l’acide, le mercure, le plomb, le Nickel-Cadmium, l’aluminium ou le zinc, des produits toxiques qui se trouvent en grande quantité dans notre environnement : l’eau, la terre, l’air. X. Les Fabriquent des piles en Algérie : SCET Energie, leader dans le domaine de l’Energie Secourue et de la protection des systèmes électrique sensibles ; depuis sa création en 1995, est un partenaire au service d’une clientèle prestigieuse dans tous les secteurs économiques englobant les applications considérées comme névralgiques. La direction commerciale : zone industrielle de Rouïba w Alger, Algérie [3]. Figure IV. La pile de SCET XI. Les Fabriquant des piles dans le monde : Parmi les fabricants de piles, on peut Citer Duracell, Energizer, Sony, Rayovac, Varta, Philips, Panasonic, Saft, Kodak, Maxell, etc. Référence et Bibliographie [1] site web www.pile.fr [2] site web www.wikipidia.com [3] site web de SCET Energie en Algérie. uploads/Industriel/ moodle.pdf
Documents similaires
-
19
-
0
-
0
Licence et utilisation
Gratuit pour un usage personnel Attribution requise- Détails
- Publié le Mai 22, 2021
- Catégorie Industry / Industr...
- Langue French
- Taille du fichier 0.5758MB