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Questions sur la pile a combustible



  1. #1
    cartoucheN2O

    Question Questions sur la pile a combustible

    Bonjour a tous, nous sommes en bts anabiotec, et dans ce cadre, nous devons réaliser un projet expérimental, et nous avons choisi de réaliser une pile a la chlorophylle.
    Au fil de nos recherche, nous avons découvert que c'était possible de réaliser une pile a base de chlorophylle sur le modèle inverse d'une pile a combustible. En effet, la réaction chimique de la chlorophylle et l'eau est :
    2H2O + Chlorophylle + lumière --> O2 + 4H+ + 4e-
    puis :
    4H+ + 4e- --> 2H2
    On a remarqué que le résultat de cette réaction est l'inverse de la réaction de la pile à combustible :
    2H2 --> 4H+ + 4e-
    puis
    O2 + 4H+ + 4e– → 2H2O

    mais nous avions quelque questions quant a la réalisation de cette pile et on espére que vous pourriez nous aider :

    - est on obligé d'utiliser du nafion (très cher) comme membrane ?

    - que doit on utiliser comme anode et cathode ? et comment les placer par rapport a la membrane ?

    - est ce que l'on peut mettre de l'eau comme solvant pour la récupération du dihydrogène de l'autre coté de la membrane ? ou ce n'est pas nécessaire ?

    voila pour le moment nos plus gros problèmes, merci par avance pour vos réponses

    -----


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  3. #2
    cartoucheN2O

    Re : Questions sur la pile a combustible

    up, s'il vouq plait quelqu'un ?

  4. #3
    Gramon

    Re : Questions sur la pile a combustible

    est-ce que vous voulez faire la photolyse de l'eau ou faire une pile à combustible ??

  5. #4
    cartoucheN2O

    Re : Questions sur la pile a combustible

    Citation Envoyé par Gramon Voir le message
    est-ce que vous voulez faire la photolyse de l'eau ou faire une pile à combustible ??
    en fait notre but serait de réussir a créer un courant électrique ( meme faible ) a partir de chlorophylle et d'eau ^^
    donc je pense que sa serai plus la création d'une pseudo pile a combustible qui nous intéresse

  6. #5
    Gramon

    Re : Questions sur la pile a combustible

    un panneau solaire ça s'appèle, à moins que vous vouliez d'abord produire des réactifs utiles pour les utiliser dans une pile à combutible.

    si vous voulez faire un panneau solaire, essayez de faire une cellule grätzel (il y a un post sur le sujet sur le forum) ce sera le plus simple

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    cartoucheN2O

    Re : Questions sur la pile a combustible

    Citation Envoyé par Gramon Voir le message
    un panneau solaire ça s'appèle, à moins que vous vouliez d'abord produire des réactifs utiles pour les utiliser dans une pile à combutible.

    si vous voulez faire un panneau solaire, essayez de faire une cellule grätzel (il y a un post sur le sujet sur le forum) ce sera le plus simple
    non pas du tout ^^' en fait c'est une épreuve pour notre BTS, il faut que l'on crée un sujet expérimentale, or les panneaux solaires, sa fait un moment que cela n'est plus expérimental mdr.
    c'est pour cela qu'on s'est lancer sur le sujet de la pile a chlorophylle, qui elle est encore au stade expérimentale ( un chercheur a déja réussi a en créer une y a pas longtemp, mais c'est encore en cour de dépot de brevet et je ne pense pas que se soit le meme model que nous )
    donc voila
    si vous pouvez nous aider sur sa réalisation, et surtout, si vous pensez que c'est réalisable ou non, n'ésitez pas a nous le dire, toute aide et remarque est la bien venue

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  10. #7
    Chalco

    Re : Questions sur la pile a combustible

    Bonsoir,
    Si vous faites intervenir de la lumière, vous faites une cellule photochimique et pas une pile à combustible. Le principe est très différent, parce que dans ce cas, vous récupérez une partie de l'énergie de la lumière, alors que pour une pile à combustible, vous récupérez une partie de l'énergie chimique de la réaction de combustion (d'oxydo-réduction) entre comburant et carburant. Les piles photochimiques, ce n'est pas très nouveau non plus, même si des chercheurs sont en train de poser des brevets. Suivez le conseil de Gramon, pour mieux comprendre la différence entre les deux qu'avec mon explication.

  11. #8
    cartoucheN2O

    Re : Questions sur la pile a combustible

    Citation Envoyé par Chalco Voir le message
    Bonsoir,
    Si vous faites intervenir de la lumière, vous faites une cellule photochimique et pas une pile à combustible. Le principe est très différent, parce que dans ce cas, vous récupérez une partie de l'énergie de la lumière, alors que pour une pile à combustible, vous récupérez une partie de l'énergie chimique de la réaction de combustion (d'oxydo-réduction) entre comburant et carburant. Les piles photochimiques, ce n'est pas très nouveau non plus, même si des chercheurs sont en train de poser des brevets. Suivez le conseil de Gramon, pour mieux comprendre la différence entre les deux qu'avec mon explication.
    il est vrai que c'est plus une pile photochimique
    on parlait de pile a combustible car le modele que nous voulon créer y ressemble bocoup dans le principe
    Dailleur est ce que vous pensez que, apres la photolyse de l'eau par la chlorophylle, les electrons passeront bien par les electrodes et les ions H+ par la membrane ( ce qui permétré la formation d'un courant électrique ), ou est ce qu'il n'y a aucune chance que cela fonctionne

  12. #9
    Gramon

    Re : Questions sur la pile a combustible

    je pense que tu aurais interet à séparer les deux réactions, il faudrait arriver à séparer l'oxygène de l'hydrogène lors de la production. sinon je pense qu'ils vont se recombiner sans produire d'électricité

  13. #10
    cartoucheN2O

    Re : Questions sur la pile a combustible

    Citation Envoyé par Gramon Voir le message
    je pense que tu aurais interet à séparer les deux réactions, il faudrait arriver à séparer l'oxygène de l'hydrogène lors de la production. sinon je pense qu'ils vont se recombiner sans produire d'électricité
    daccord, merci bocoup pour le conseil
    par contre, du coup, comment faire pour empécher qu'ils ne se recombine ? personellement je pense a rajouter un produit qui capterai l'oxygène apres sa formation, comme le sulfite de sodium par exemple
    vous pensez que c'est une bonne idée ou il y a mieu comme solution ?

  14. #11
    Chalco

    Re : Questions sur la pile a combustible

    Bonjour,
    J'ai du mal à comprendre ce que tu veux faire. Dans le message #1, tu indiques trois réactions. La première est la réaction de photosynthèse, qui fabrique de l'oxygène (entre parenthèses, il manque de CO2 dans le membre de gauche). Elle produit de l'oxygène, mais pas d'hydrogène. La deuxième réaction est la réaction de réduction des protons en hydrogène. La troisième est la réaction de réduction de l'oxygène en milieu acide. On pense alors que tu veux faire une pile oxygène-hydrogène, comme celle qui a servi pour le programme Apollo. On voit bien que l'oxygène provient de la première partie de la réaction de photosynthèse. Mais d'où vient l'hydrogène ? Penses-tu que les 4H+ + 4e de la première réaction conduisent obligatoirement à la formation d'hydrogène par la seconde ? Pour fabriquer de l'hydrogène à partir de l'eau, il faut fournir de l'énergie et l'énergie produite dans la première phase de la photosynthèse est utilisée dans la seconde phase pour faire du glucose (j'ai trouvé cela dans Wikipedia (http://fr.wikipedia.org/wiki/Photosynth%C3%A8se).
    D'autre part, peux-tu indiquer le nom du chercheur qui est en train de déposer un brevet ? Ne t'inquiète pas, je n'irai pas te piquer ton idée (regarde mon âge !). Au besoin, envoie-moi un message privé. J'ai trouvé un professeur de Taiwan (Chungpin Liao), mais il y a beaucoup de com à son sujet mais pas beaucoup d'explication scientifique. J'ai aussi trouvé ce brevet (que je n'ai pas acheté (http://adsabs.harvard.edu/abs/1978PhDT........94L ) où le déposant indique bien qu'il s'agit d'une pile solaire.
    Amicalement,
    Chalco

  15. #12
    Gramon

    Re : Questions sur la pile a combustible

    pour séparer l'oxygène de l'hydrogène, il y a peut-être une trape à l'azote liquide qui liquéfie l'oxygène.

    je sais pas si c'est très sure par contre (l'oxygène liquide est assez dangereux je crois).

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  17. #13
    HarleyApril

    Re : Questions sur la pile a combustible

    bonsoir
    je confirme : l'oxygène liquide est dangereux
    éviter le contact avec toute trace de graisse

    cordialement

  18. #14
    Chalco

    Re : Questions sur la pile a combustible

    Mais : d'où viendrait l'hydrogène ? Voilà la question.

  19. #15
    Gramon

    Re : Questions sur la pile a combustible

    de la photolyse de l'eau

  20. #16
    cartoucheN2O

    Re : Questions sur la pile a combustible

    oulala y a bocoup de réponse, merci a tous de nous aider

    alors tout d'abord pour revenir sur les réactions chimiques :

    la premiere phase de la photosynthese ne consome pas de CO2, c'est dans le bilan final apres le cycle de calvin que le CO2 est consomé, or on ne veut pas allez jusque là mais bon sa c'est un détail. (cf le meme article wikipédia, paragraphe "les deux phases de la photosynthese)

    pour l'hydrogène, selon moi il proviendrai de la dégradation de 2 mol d'eau par la photosynthese en O2 + 4H+ +4e- et a partir de la en fait on espere que les électrons vont passer dans le circuit électrique ( très simple : un voltmetre, un amperemetre et une ptite del ^^ ) tandis que les protons eux passerai par la membrane de nafion ( comme pour une pile a combustible, d'ou le nom qu'on lui avai donné ) pour former de l'hydrogène a la sorti au contact des électrons ayant fini le circuit ( d'ou la réaction 4H+ + 4e- => 2 H2 que j'avai écrite ), mais on doit avouer que l'on a aucune idée de si cette réction est vraiment possible

    le chercheur que j'ai cité été bien Chungpin Liao, mais comme tu le dis, il n'y a aucune explication scientifique sur son projet ( le gros désavantage des brevets ) on peut voir un petit article sur sa pile ici : http://www.enerzine.com/603/6215+un-...rophylle+.html

    Et voila, quelque chose me dit que notre projet va faire un gros bide mdr, heureusement on n'est pas noté sur le résultat final mais bon, vaut mieu que l'on mette toutes les chances de notre coté, en plus j'ai personellement très envie de voir notre petite pile marché, meme si sa ne produit que 0,001 V =)

    sinon pour l'idée de l'azote liquide, ce n'est pas possible, on n'en a pas a mon lycée =/ mais merci quand meme pour l'idée

  21. #17
    HarleyApril

    Re : Questions sur la pile a combustible

    bonsoir
    un brevet doit comporter une description suffisante pour permettre à l'homme de l'art de reproduire l'invention
    faute de quoi, le brevet n'est pas accordable
    cette description se trouve habituellement en fin du texte, juste avant les revendications (claims en anglais)

    par ailleurs, les textes des brevets récents sont accessibles gratuitement^
    pour les brevets mondiaux, voir le site de l'OMPI = WIPO
    pour les brevets en Europe, voir expacenet ou EPOline

    cordialement

  22. #18
    Chalco

    Re : Questions sur la pile a combustible

    Citation Envoyé par Gramon Voir le message
    de la photolyse de l'eau
    par la chlorophylle ?

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  24. #19
    Gramon

    Re : Questions sur la pile a combustible

    apparament

  25. #20
    cartoucheN2O

    Re : Questions sur la pile a combustible

    Citation Envoyé par Chalco Voir le message
    par la chlorophylle ?
    exactement

  26. #21
    Chalco

    Re : Questions sur la pile a combustible

    J'abandonne. J'ai toujours entendu dire que la photosynthèse via la chlorophylle fabriquait du glucose et de l'oxygène. Fabriquer de l'oxygène et de l'hydrogène à partir de la lumière solaire me paraît étonnant. Fujishima et Honda se sont illustrés il y a quelques années en réalisant la photolyse de l'eau. D'autres ont suivi. Ils utilisaient des semiconducteurs à large bande interdite, qui mettent en œuvre la partie la plus énergétique du spectre solaire, ce que ne fait vraisemblablement pas la chlorophylle. Cher Cartouche N20, si votre système fonctionne, mettez-moi un mail. Merci d'avance, et cordialement, Ch.

  27. #22
    cartoucheN2O

    Re : Questions sur la pile a combustible

    Citation Envoyé par Chalco Voir le message
    J'abandonne. J'ai toujours entendu dire que la photosynthèse via la chlorophylle fabriquait du glucose et de l'oxygène. Fabriquer de l'oxygène et de l'hydrogène à partir de la lumière solaire me paraît étonnant. Fujishima et Honda se sont illustrés il y a quelques années en réalisant la photolyse de l'eau. D'autres ont suivi. Ils utilisaient des semiconducteurs à large bande interdite, qui mettent en œuvre la partie la plus énergétique du spectre solaire, ce que ne fait vraisemblablement pas la chlorophylle. Cher Cartouche N20, si votre système fonctionne, mettez-moi un mail. Merci d'avance, et cordialement, Ch.
    en fait, c'est la réaction finale qui crée du glucose et de l'oxygène, mais il y a plusieurs étapes à ce prossessus. j'ai trouvé un site qui détaille bien toutes les étapes in vivo de la photosynthese
    http://uva.ulb.ac.be/Biologie/!UVA!Cours/lecon14.pdf
    cependant notre réaction a nous ne prend en compte que la chlorophylle ( vu qu'on va l'extraire du reste de la plante ) et donc on ne devrai avoir que la réaction de photolyse de l'eau en oxygene, protons et électrons ... en tout cas je l'espere XD

    et ne vous inquiétez pas, je vous tiendrai informé de nos résultats

    merci beaucoup pour votre aide, à bientôt.

  28. #23
    Chalco

    Re : Questions sur la pile a combustible

    Ce que je voulais vous dire, c'est que d'avoir des protons et des électrons ne signifie pas que l'on a de l'hydrogène.

  29. #24
    cartoucheN2O

    Re : Questions sur la pile a combustible

    ha, sa par contre j'en sais strictement rien ^^'
    c'est ce que j'espere en tout cas
    mais bon tant que les électrons passent par le circuit électrique, je "m'en fou" un peu de se que sa va doner a la fin l'essentiel c'est que notre montage crée un courant électrique, et sa je ne sais pa du tout si c'est ne serai-ce que pensable =s

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