pile à combustible

Pile à combustible Le principe d'une pile à combustible (PAC) a été démontré par l'anglais William Grove, en 1839, qui peut être expliqué comme étant l'inverse de l'électrolyse de l'eau .Une PAC est donc un générateur produisant de électricité à partir d'une réaction chimique qui ce produit dans la pile ( oxydoréduction) qui est appelé « combustion électrochimique « produisant de l'électricité , de l'eau et de la chaleur. La réaction chimique globale d'une PAC est : 2 H2 + O2 --> 2 H2O Fonctionnement d'une pile à combustible: Une PAC est composé de 2 électrodes ( anode/cathode) recouvert d'un catalyseur , souvent du platine (métal dur) séparées par un électrolyte, solide ou liquide selon le type de pile, qui assure le transfert d'ions entre les 2 électrodes ( sous l'influence du champs électrique crée). L'énergie du combustible est directement transformé en énergie électrique par un procédé électrochimique. Si elle se convertie en énergie thermique puis en énergie électrique, de nombreuses pertes d'énergie seront faites. -Au niveau du compartiment cathodique, on se trouve la cathode, à lieu la réduction du comburant(air,O2,..) -Au niveau du compartiment anodique, on se trouve l'anode, à lieu l'oxydation du combustible(H2,CH3OH,....) Toute les piles sont faites selon le schémas suivant: Cependant il faut distinguer deux PAC , différente par la nature de l'électrolyte qui influence sur la température de fonctionnement : acide(PEMFC) basique( alcalines, oxyde solide) De plus , une autre différence majeur est à observé: Dans une PAC acide les ion H+ migrent de l'anode vers la cathode et que donc le dégagement d'eau et de chaleur est fait au niveau de la cathode. Contrairement à une PAC basique qui dégage de l'eau et de la chaleur au niveau de l'anode et donc lion ions négatifs migrent de la cathode vers l'anode: Dans c'est deux cas le sens du courant reste le même: les électrons sont libérés sur l'anode qui vont migrer vers la cathode )par le circuit extérieur puisqu'ils sont bloqués par l'électrolyte ) produisant ainsi de l'énergie électrique. Le catalyseur sert, comme son nom l'indique, à catalyser /augmenter la vitesse de la réaction sans être consommé lui-même et qui joue un rôle très important dans le rendement de la pile. La seule difficulté pour la création une PAC réside dans la construction de zones actives qui doit mettre en présence le gaz réactif, le catalyseur, les protons et les électrons selon le schémas suivant: l'électrolyte doit recouvrir le catalyseur et si le gaz est diffusé dans des électrodes perméables. Dans la pratique, une pile à combustible a un rendement faible dans le domaine industrielle, mais au niveau écologique elle a un rendement élevée. Elle peut servir à de nombreux domaines comme celui des téléphone ou encore des transport. Et de nombreuses perspective sont en vue comme par exemple alimenté des voiture, sous marin,... globalement toute chose qui doit être alimenté par une source d'énergie. C'est pour cela que le développement de la PAC ne cesse pas puisque à notre stade nous ne pouvons pas en tiré plus de profit alors qu'elle possède un énorme potentiel. Ce qui pourra créer de l'emploi ,mais en plus que certaines régions isolés pourront avoir de l'électricité. En conclusion, une pile à combustion présentent de nombreux avantages: rendement élevée, H2 abondant, peu (exemple: méthanol->rejet de CO2 ) ou pas polluant, silencieux et peu encombrant. Mais le seul problème réside dans le coût car il a y du platine qui est un métal précieux; de plus la durée de vie est limité à ce stade de développement même si en théorie elle est illimité. De même, le déplacement d'H2 est difficile (car on ne le retrouve pas dans la nature; il provient du craquage des hydrocarbures ou à partir du nucléaire( hydrolyse de l'eau)). Il doit être transporté dans de gros réservoirs puisqu'il est difficile de le stocker et dangereux à manipuler. ANNEXE: http://www.ulb.ac.be/sciences/intra/inforsc_archives/nrj/vico.htm http://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/pile-a-combustible http://fr.wikipedia.org/wiki/Pile_%C3%A0_combustible#La_pile_.C3.A0_oxyde_solide ECAM.SC04.2011 auteur V.HENROTTE http://terresacree.org/hydrogene.htm