Piles et accumulateurs
TD : Piles et accumulateurs. Recherche parmi 300 000+ dissertationsPar Br Ba • 6 Octobre 2020 • TD • 1 266 Mots (6 Pages) • 670 Vues
Chp 9 : Piles et accumulateurs | AD | Note : | |
La pile à combustible | |||
Nom : | Date : | 1/2 |
Compétences évaluées | Niveaux de maîtrise | |||
A | B | C | D | |
Ap3 Extraire et organiser l’information (documents écrits, multimédia). | ||||
Réa8 Utiliser et exploiter une relation. | ||||
Val6 Critiquer un protocole, une affirmation, un résultat…. |
Objectifs : - Expliquer le fonctionnement d'une pile à combustible.
Document 1
Les constructeurs automobiles développent actuellement sur les véhicules à hydrogène les piles à combustible pour améliorer leurs rendements. [pic 1][pic 2]
Une pile à hydrogène permet de convertir directement de l’énergie chimique en énergie électrique. Comme le combustible est fourni en continu à la différence des piles traditionnelles (pile au zinc), on peut ainsi obtenir du courant de façon continue. [pic 3]
Comme toutes les piles le fonctionnement est simple :
Nous avons deux électrodes (anode et cathode) séparées par un électrolyte nommé PEM (Proton Electrolyte Membrane) qui bloque le passage des électrons mais permet aux ions de circuler.
Une cellule élémentaire de la pile à combustible produit une tension électrique de 1,2 volt environ et une chaleur pouvant monter jusqu’à 60 - 80°C. [pic 4]
Une pile à combustible est constituée d’un empilement de cellules élémentaires pour obtenir une tension plus forte et disposer de plus forte puissance.
Ce qui pénalise encore actuellement la pile à combustible est le faible rendement global. Les études actuelles visent à améliorer celui-ci par de nouvelles techniques de stockage et de transport du dihydrogène. En 2009 une équipe a réussi à obtenir un rendement de 56 % pendant plusieurs centaines d’heures avec une pile de 3 kW.
Document 2 : le principe d'une cellule élémentaire[pic 5]
De façon générale, le fonctionnement électrochimique d’une cellule élémentaire de pile à combustible peut être schématisé selon le schéma ci-contre.
Chaque cellule élémentaire est constituée de deux compartiments disjoints alimentés chacun en gaz réactifs dioxygène et dihydrogène.
Les deux électrodes sont séparées par l’électrolyte, solution qui laisse circuler les ions. Du platine est inséré dans les deux électrodes poreuses servant de catalyseur.
Les équations des réactions aux électrodes s’écrivent :
H2(g) = 2 H+(aq) + 2 e―
O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e― = 2 H2O(l)
Doc 3 : Vous avez dit pile à combustibles ?
Visionner l'animation: Fonctionnement de la pile à Hydrogène ou pile à combustible: http://www.cea.fr/multimedia/Pages/animations/energies/fonctionnement-pile-a-combustible.aspx
MWC18 : une batterie externe à pile combustible pour recharger en toutes circonstances Les batteries des smartphones actuels tiennent rarement toute une journée en usage intensif et parfois, la batterie externe qui permet de retrouver l'énergie nécessaire est elle aussi à plat… Et là, sans prise électrique, point de salut. A moins d'avoir une solution comme une batterie externe rechargeable d'une simple cartouche abritant une pile à combustible miniaturisée. C'est ce que propose le spécialiste suédois MyFC avec la JAQ Hybrid, sa batterie externe spécifique. D'apparence similaire à n'importe quelle batterie externe sur laquelle on recharge un smartphone, la JAQ Hybrid cache en réalité une fonctionnalité bien particulière, en plus de sa fonction de batterie classique (puissance : 2 750 mAh) : elle a la spécificité de pouvoir être rechargée avec une cartouche à usage unique (recyclable) nommée PowerCard, contenant de l'eau et une solution saline permettant la réaction nécessaire à la création d'hydrogène, transformé en électricité. De la vapeur d'eau est produite également au cours de la réaction, qui se déclenche simplement en glissant la cartouche dans la structure de la batterie. La carte de recharge est très légère (40 g) et elle est capable de fournir 1 250 mAh en quelques minutes, de quoi redonner un coup de boost à la durée de vie de son smartphone. A noter, selon son fabricant, il est autorisé de l'emmener en avion.[pic 6] D’après « sciences et avenir » |
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