Pile à combustible: un procédé simple ?
Bonjour,
Voici un site où j'ai trouvé une animation vulgarisée pour expliquer le fonctionnement de la pile à Hydrogène:http://www.cea.fr/var/cea/storage/st.../Pile/pile.htm
J'aimerais savoir si le fonctionnement d'une pile à combustible est vraiment aussi simple:
Si non comment ça marche ?
Si oui, j'aimerais savoir en quoi est faite l'éléctrolyte.
Merci d'avance
Benoit
l'électrolyte:c'est l'endroit ou circule les ions=> c'est dans la solution
Ce n'est pas aussi simple qu'il y paraît. Le problème du contact entre H2, la solution et l'électrode n'est pas simple. L'électrode doit être constituté d'un matériau qui laisse passer les ions H+. En effet, les molécules H2 arrivant au contact de l'anode cèdent des électrons qui s'en vont dans le métal de l'anode. Mais les H+ doivent pouvoir passer tout de suite dans l'eau de l'électrolyte. Et c'est vite dit. L'anode doit être donc trouée pour permettre aux atomes H de passer dans l'eau. Mais si l'électrode est trouée, l'eau peut la traverser dans l'autre sens. Donc le compartiment central se vide dans le compartiment où arrive le gaz H2
Et il y a une solution pour ça ?Envoyé par moco
Et comment font les éléctrons de H2 pour passer dans l'anode??
Benoit
P.S. Je me doute qu'il y en a une puisque l'Homme a réussi
le principe de la pile a combustible est simple
le rendement pourrait aprocher les 100% avec de grandes surface d'electrodes mais les electrodes doivent etre en platine , et le platine est tellement cher que l'on n'y met jamais des surface d'electrodes suffisantes
les seules realisation comerciales que j'ai vu sont 10 fois plus cher qu'un bon groupe electrogene et n'ont pas un meilleur rendement
evidement quand la nasa voulait aller dans la lune le prix du platine ne les genait pas et il en on mis assez pour avoir de bonnes performance
et ensuite il reste le probleme du stockage de l'hydrogene . . .
La façon la pus simple de réussir le contact des trois phases gaz - solution - métal est de mettre une sorte de petit chapeau ou de cône métalliques (ou mieux un grand nombre de ces chapeaux) dans une solution acide ou basique (c'est égal) et de faire barbotter de l'hydrogène gazeux H2 depuis le fond du récipient. Les bulles de H2 qui, en montant, seront captées par les dits cônes, seront les seules qui pourront fournir des électrons au métal du cône, puis passer dans l'eau.
Dans les piles à Hydrogène que j'ai essayées, on avait une anode formée de milliers de ces petits cônes suspendus à une sorte de barrière verticale en platine, sous laquelle venait barbotter du gaz H2. Une deuxième barrière munie de cônes identiques servait de cathode, et recevait de l'oxygène gazeux, également barbottant depuis dessous.
Bien évidemment, la plus grande partie du gaz H2 et O2 se perd, car les bulles éclatent à la surface sans être captées par le petits chapeaux. Le rendement est donc lamentable !
dans le schema que tu site au debut les electrodes sont poreuse , l'electrolyte pourait etre de la soude mais si l'electrode etait completement mouillé par l'electrolyte le gaz ne serait pas en contact avec l'electrode , mais la pile entiere fonctionne a chaud et l'evaporation seche l'electrode pour que le gaz y pénetre . levaporation sert en plus a evacuer l'eau produite par l'oxygene et l'hydrogene : sans cela le volume d'electrolyte augmenterais
La plupart des électrolytes sont solides (oxydes ou polymères)
Re : Pile à combustible: un procédé simple ?
Ah. Je ne savais pas que la pile à combustible fonctionne à chaud. A peu près quelle température ?
Sinon, dans quoi se déplace l'hydrogène à l'interieur de la pile ?
Avez-vous un ou des exemples précis de composants de l'éléctrolyte ?
Il n'y a pas un autre matériau qui peut fonctionner pour l'anode ? (le platine vaut très cher)
J'aimerais avoir des précisions sur cette histoire de cône. Pourrais tu faire un schéma s'il te plait ?
Je pose beaucoup de questions mais je trouve que ce sujet est très interessant.
Merci
Benoit
ce que je vient d'ecrire corespond aux piles a combustible des expedition appolo mais il y en a d'autre plus recente qui marchent a froid
il y en a aussi dont l'electrolyte est de l'acide phosphorique et qui marchent a temperature tres elevé
Salut,
toujours sur le site du CEA il ya un dossier sur la filière hydrogène :
http://www.cea.fr/energie/l_hydrogen...e_l_ene#chap14
Il y a notamment deux parties sur les piles à combustibles avec divers documents dont un rappel sur les différents type de PAC. Tu peux toujours y jeter un coup d'oeil si ce n'est déjà fait.
Merci
Tous les informations sont tirées du journal du CEA qui peut etre commandé sur le site dans la partie publication
Merci
Mais l'H2 et l'O2 sont-ils sous pression à l'interieur de la pile?
Benoit
ca peut etre sous pression pour que la pile puisse etre plus conpacte : mais il faut que toutes les pression soit egale pour que les gaz ne traversent pas les electrodes a toute vitesse
mais il faut distinguer les realisations industrielle ou spaciales et l'experience realisable par un amateur
le systeme ou l'on fait barboter l'hydrogene autour d'un fil de platine est realisable par un amateur mais tout le gaz est perdu : mais non il n'est pas forcement perdu : il sufit de mettre un cloche au dessus de chaque electrode et une pompe qui recupere le gaz pour le faire barboter !
mais les pompe risquent de consomer toute l'electricité de la pile
voila une solution que je n'ai pas encore eu le temps d'essayer : electrode en forme de disque , axe de rotation horizontal un peu en dessous du niveau d'electrolyte , une cloche d'hydrogene ou d'oxygene au dessus : en tournant l'electrode se charge en gaz en passant dans la cloche et produit du courant en passant dans l'electrolyte : la puissance necessaire pour faire tourner les electrodes est beaucoup plus faible que pour faire barboter du gaz
en plus avec ce systeme j'espere que ca marchera avec des electrodes en paille de fer dans un electrolyte en soude caustique . . .
Si quelqu'un est en mesure de faire des schemas pour toutes ces propositions pourrait-il me les envoyer sur mon adresse mail
Merci
benoit il faudrait que tu aille dans tableau de bord/modifier vos option et cocher la case activer la messagerie privé : actuellement on ne peut pas t'envoyer de message
Non, ce n'était pas ça le problème, en fait, je n'autorisais (par défaut) que les mp de mes "amis". Maitenant c'est bon: on peut m'écrire.
Mais revenons-en à notre cher H2
Benoit
J'aimerais savoir si il était possibe de miniaturiser une pile à combustible à la taille d'environ 7*5*8. J'imagine que cela coute assez chermais je ne me rends pas bien compte de le production éléctrique d'un si petit appareil ?
Si certain peuvent répondre...
Merci d'avance
Bonjour,
Mais tu ne nous a pas donné les unités! (mètre? millimètre?)J'aimerais savoir si il était possibe de miniaturiser une pile à combustible à la taille d'environ 7*5*8.
S'il s'agit de centimètres, alors OUI,
les laboratoires du pays du soleil levant ont réalisé une telle pile
fonctionnant à l'éthanol, et destinée à alimenter un ordinateur portable.
(donc une puissance de 50 watt au minimum)
Un verre de (bon) Armagnac, et on peut tapoter le clavier tout l'après-midi.
Je pense que la réalisation commerciale est disponible actuellement,
mais le prix d'un tel joujou est sans doute dissuasif.
je vois pour la pile a combustible deux voie de recherche differente :
1) faire le plus compact possible : c'est tres cher et le rendement n'est pas tres bon : j'ai vu des generateur pile a combustible pour camping , le rendement n'est meme pas meilleur qu'un bon groupe electrogene , ca fonctionne avec du methanol de tres haute pureté donc bien plus cher que de l'essence ordinaire . il y a des progres a faire mais les materiaux necessaire sont si cher qu'il faut laisser ca a ceux qui ont les moyens
2) chercher le meilleur rendement pour une instalation non mobile : il faut que ca marche a froid pour ne pas avoir de puissance perdue pendant les temps mort , il faut des tres grandes surfaces d'electrodes , donc reussir a utiliser des materiaux non precieux : je ne vois pas de recherche actuelle dans ce sens , c'est pourtant ce qui pourait servir pour bien utiliser les energie eolienne et solaire
Oui, je parlais en centimètre (si c'était des mètre, ce serait une usine que j'aurais demandé
En fait, je pensais embarquer cette petite PAC dans un petit avion.
Mais puisque les prix seraient si dissuasifs. As-tu un ordre de grandeur pour le prix d'un exemplaire ?
Merci
Bonjour,
Tout le monde se doutait bien qu'il s'agissait de centimètres,
mais comment en être certain?
Mon père ademandé un jour à un menuisier de réaliser 4 coffres
en bois de 80x60x40 (Il s'agissait de centimètres).
L'artisan s'est surpassé et lui a présenté quelques temps après
un splendide travail d'ébéniste:
4 splendides coffrets de 80x60x40 millimètres !
Pour en revenir aux PAC destinées à alimenter un ordinateur portable,
je me suis avancé un peu en estimant la puissance à 50 Watt;
ce serait de l'ordre d'une vingtaine de W, si j'en juge par:
http://www.google.fr/search?hl=fr&q=...a=lr%3Dlang_fr
J'utilise des Ni-Mh (masse 600 grammes) en 12 volts pour propulser
un petit avion pendant quelques minutes, et pour cela je demande à mes accus
de fournir un courant de 25 à 30 ampères.
Cela fait donc une puissance (instantanée) de 350 W environ.
Il n'y a pas encore de "mini-PAC" capable d'une telle performance!
Je ne pense que les accumulateurs Ni-Mh et Li-Po on encore de beaux
jours devant eux pour la propulsion des modèle réduits d'avion.
Un jour, peut-être "après-demain", nous disposerons sans doute
de "super condensateurs" de grande capacité, rechargeables
en quelques instants pour alimenter nos maquettes.
Currently, this is achieved in most portable fuel cell applications by using metal hydride storage units, in which the hydrogen is absorbed in metal powder. Fraunhofer ISE in Freiburg has developed a miniature electrolyzing system that enables such metal hydride storage units to be filled with high-purity hydrogen both quickly and decentrally. In just twelve minutes, it generates enough hydrogen from water to power, for example, a camcorder for two hours. A prototype of the mini electrolyzer will be presented at the Hannover Messe trade fair from 24-28 April 2006.
Source : http://www.ise.fhg.de/isesite/press-...cro-fuel-cells
Dispo dans la presse grand publique juin 2006 donc juin 2005 pour la communauté internationnale.
Un avion modélisme n'a pas forcément besoin d'une grande puissance.
Je pensais mettre une réserve d'H2 dans les ailes et un moteur à hydrogène à l'avant. Ca aurait certainement une plus grande autonomie que les accus.
Mais de quel type de moteur tu parles ?
Si tu cherches l'autonomie seulement, les batteries Li/Li-ion sont encore supérieures aux Ni-LaNi5H6.
Bonjour,
Tout est relatif!Un avion modélisme n'a pas forcément besoin d'une grande puissance.
Je considère qu'il est nécessaire de fournir 100 à 150 Watt par "kilo-d'avion".
(plus si acrobatique, peut-être un peu moins pour un "park-flyer" au vol lent)
100 W, c'est la puissance que tu fournis en faisant du vélo vent de face!
Un motoplaneur ne consomme rien en moyenne. Juste un peu pour le moteur au démarrage et pour les gouverne. Mais c'est vrai qu'un avion classique consomme plus
Sinon je reconnais que l'avion à hydrogène n'est pas encore pour demain
IL existe déjà des piles à combustible miniaturisée qui servent de batteries pour les téléphones portables. Elles font la taille d'une batterie classique.
C'est Nokia notamment qui a participé à leur mise au point et même si pour l'instant ce ne sont que des prototypes, elles pourraient rapidement être mises en vente ...
Oui mais enfin...pour un avion c'est pas génial
Excuse moi je n'ai pas été très claire dans ma réponse ...
Je sais bien que ça ne fournirait pas assez puissant pour ton avion, c'était simplement pour te dire que pour le moment la miniaturisation des PAC ne conduisait qu'à des possibilités d'applications peu consommatrices en énergie ...
En fait ce qui pose le plus de problème ce n'est pas la taille de la partie "réactive" de la pile, c'est la miniaturisation et le poids du réservoir de dihydrogène. Si tu veux faire petit, il faut le stocker sous haute pression... Sinon, si tu veux pouvoir avoir un peu d'autonomie il te faut un stockeur immense ... ce qui semble complexe sur une petit avion ...
Après pour des solutions de stockage plus sécurisées et plus compactes, de nombreux constructeurs automobiles envisagent des stockages par captation de l'hydrogène gazeux dans des structures de type zéolithes ... mais ça devient plus compliqué à mettre en oeuvre pour toi !
