Augmenter la puissance massique d'une pile aluminium-air

[alexan-dre]

Salut à tous,

Je voudrais augmenter la puissance massique d'une pile aluminium-air.
Je sais que l'intensité délivrée par une telle pile est limitée par la demi-réaction à la cathode O₂+2H₂O+4e^- => 4OH^- qui n'est pas très rapide et difficilement catalysable. Je souhaite pour y remédier remplacer l'électrolyte habituelle (Na+Cl- ou K+OH-) par du chlorure d'aluminium.
La présence d'ions aluminium dans la solution permettrait une nouvelle réaction à la cathode : 4Al³⁺+3O₂+12e^-=> 2Al₂O₃, la "demi-réaction" de la formation de l'alumine par réaction de l'aluminium et du dioxygène. Or cette réaction est très rapide (100 picosecondes pour recouvrir la surface de l'aluminium à l'air libre) ! J'espère donc que l'intensité que délivrera la pile sera plus élevée, car la cathode pourra accepter un plus grand nombre d'électrons à la seconde et I=Q/DT.

Est-ce que la demi-réaction que je propose est possible ?
Si oui, cette électrolyte va-t-elle augmenter la puissance massique de la pile ?

Merci d'avance.
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[moco]

Le chlorure d'aluminium est très fortement hydrolysé dans l'eau. Les ions Al³⁺ s'hydrolysent dans l'eau selon la réaction :
Al³⁺ + 2 H₂O --> [Al(OH)]²⁺ + H₃O⁺
Et ces ions H₃O⁺ vont attaquer l'aluminium en dégageant de l'hydrogène. J'ai l'impression que tu risques de détruire ta pile avec ce procédé, sans produire de courant électrique.

[mach3]

La présence d'ions aluminium dans la solution permettrait une nouvelle réaction à la cathode : 4Al3++3O2+12e-=> 2Al2O3, la "demi-réaction" de la formation de l'alumine par réaction de l'aluminium et du dioxygène. Or cette réaction est très rapide (100 picosecondes pour recouvrir la surface de l'aluminium à l'air libre) !

Hormis les précisions de moco, si ton électrode d'aluminium se retrouve couverte d'alumine (isolant), elle va marcher beaucoup moins bien... Ce ne sera pas le cas car le milieu sera trop acide, mais ça part d'une mauvaise idée...

m@ch3

[alexan-dre]

Re,

Merci de vos réponses.

Je ne savais pas pour l'hydrolyse des ion Al3+ dans l'eau ... et effectivement ça pause problème. Mais j'ai réalisé des piles de ce type, en fabriquant moi-même le chlorure d'aluminium en faisant réagir de l'acide chlorhydrique (dilué pour que la réaction ne s'emballe pas) et de l'aluminium. La réaction a durée très longtemps (ce que je comprend mieux quand j'apprend que les ions Al3+ créés produisent des ions oxonium qui à leur tours génèrent des Al3+) mais s'est arrêtée au bout d'un moment => Pourquoi ?
J'ai alors fabriqué deux piles identiques, l'une avec comme électrolyte de l'eau salée et l'autre le chlorure d'aluminium.
Après plusieurs essais, j'ai constaté que en moyenne la pile au sel, avait une f.e.m. légèrement supérieur (0.68 V au lieu de 0.62 V), mais que la pile au chlorure d'aluminium délivrait 1.5x plus de courant max, sachant que la solution de chlorure d'aluminium était moins bonne conductrice que la solution d'eau salée.
Pour le dépôt d'alumine sur l'électrode, on ne peut pas dire que c'est un inconvénient par rapport à la pile conventionnelle, car dans le fonctionnement classique de cette pile, le produit de la réaction est un un autre solide isolant, le Al(OH)3.
Qu'en pensez-vous ? Ces résultats sont-ils représentatifs de ce qu'il se passe ou est-ce une erreur de manip ?

Merci d'avance pour vos réponses.

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