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Questions sur les batteries métal air




  1. #1
    quentief

    Questions sur les batteries métal air

    Bonsoir tout le monde

    J'ai décidé de créer cette discussion car j'ai quelques questions qui, malgré mes recherches, restent sans réponses

    Je travaille sur un projet dans le cadre de mes études, une batterie aluminium air. Nous avons réussi à en construire une qui, sans vouloir me vanter, fonctionne plutôt bien. À un détail près cependant : nous n'arrivons pas à régénérer l'électrolyte.

    En effet, nous utilisons une forte concentration de potasse (1.5 mol/L) de sorte à ce que la réaction d'oxydation d'Aluminium (donc à l'anode) soit :

    Al + 4OH- = Al(OH)4- + 3e-

    Cette réaction est avantageuse pour nous puisque le produit de la réaction Al(OH)4- est soluble de l'eau, et ne précipite donc pas sur l'électrode en aluminium (ce qui aurait pour conséquence d'empêcher la batterie de fonctionner).

    Maintenant du côté de la cathode, nous avons :

    O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-

    Ainsi la réaction totale de la batterie est :

    4Al + 4OH- + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)4-

    On remarque cependant qu'il y consommation d'ions OH- et en effet, sur le prototype réalisé on s'aperçoit que le pH chute durant l'expérience.
    J'ai tenté de me renseigner et certains prétendent qu'il serait possible de procéder à cette réaction :

    Al(OH)4- = Al(OH)3 + OH-

    Cela permettrait ainsi de renouveler les ions OH- consommer, cependant je ne vois pas du tout comment "déclencher" cette réaction, de façon à précipiter Al(OH)3 loin des anodes en aluminium. D'après le diagramme potentiel-pH de l'aluminium, je serait tenté de dire en faisant circulé l'électrolyte et en baissant le pH dans un compartiment séparé, mais cela équivaudrait à détruire les ions OH-, or l'on souhaite justement pouvoir les réutiliser. Je me suis renseigné sur le procédé Bayer et certains prétendent qu'il suffirait d'injecter des "amorces" de Al(OH)3, afin d'en faire précipiter d'avantage mais je ne vois vraiment pas comment cela est possible.

    J'ai aussi pu constater qu'il semble y avoir la même chose sur les batterie Zinc Air.

    zincair.png

    Je n'arrive pas à comprendre comment l'on parvient à redécomposer l'ion [Zn(OH)4]2-, de façon à régénérer les ions OH-

    Bref, quelqu'un serait il me renseigner ?
    Bonne soirée à tous

    Quentin

    -----


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  3. #2
    moco

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Bonsoir,

    A mon avis, la réaction que vous donnez à l'anode me semble d'une importance assez secondaire. La plus importante réaction qui se passe au contact aluminium-KOH conduit à un dégagement d'hydrogène, selon :

    2 Al + 6 H2O + 2 OH- --> 2 Al(OH)4- + 3 H2

    Et cette réaction est parasite dans votre pile. Car elle se produit même si la pile ne débite pas. De plus, cette réaction est très rapide, très violente, et produit un échauffement considérable, sans parler du dégagement de gaz H2. Votre effet de pile doit donc être un effet assez marginal par rapport à cette attaque de Al par OH-. Trempée dans une solution de NaOH ou de KOH, une électrode d'aluminium doit être détruite en quelques minutes, au grand maximum. J'aimerais bien me tromper, mais je serais enclin à croire que le rendement de votre pile ne sera pas bien élevé.

  4. #3
    quentief

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Oui en effet la réduction de l'eau en dihydrogène est également un gros soucis.
    Nous nous sommes basés sur des études publiées par Ani Avoundjian, Vicente Galvan et Frank A. Gomez, de l'Université de l'État de Californie afin d'utiliser une concentration de potasse optimale pour minimiser dans la mesure du possible cette réaction parasite.

    Bien que le dégagement de dihydrogène subsiste toujours, nous arrivons malgré tout à obtenir des densités énergétiques plutôt satisfaisantes.


  5. #4
    40CDV20

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Bsr,
    Comme beaucoup j'imagine, je suis (d'assez loin en ce qui me concerne) la mise au point de ces batteries d'un futur proche reléguant le lithium au rang d'antiquité. Ceci apparaît, vu de la CE comme étant le "terrain de jeu de nombres de multi-millionnaires US", avec tout le mystère qui va avec. Faut il comprendre que les points durs qui limitaient la technologie Air (pollution au CO2, instabilité dans le temps de l'électrolyte sous l'effet des cycles, réactions chimique indésirées électrode/électrolyte...), ont trouvé une solution ?
    On ne parle plus guère de la lithium-air, tout comme de la lithium-soufre, "l'avenir" serait dit on à la Solid State
    Cdt

  6. #5
    quentief

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Bonsoir

    Tout d'abord mes meilleurs vœux pour cette nouvelle année !

    Je suis ravi que ce sujet vous intéresse mais, sans vouloir vous vexer, j'ai l'impression que nous nous écartons de la question que je vous pose. Pour résumé, j'ai conçu un prototype de batterie aluminium air. Il fonctionne, avec quelques inconvénients que je ne pourrai pas tous résoudre, certes. Cela dit, à titre de projet dans un cadre académique, ces performances seront suffisantes.

    Je ne souhaite pas débattre ici sur l'avenir de ces batteries, je souhaite juste tâcher de comprendre comment est il possible de parvenir à réutiliser l’électrolyte, régénérer les ions OH- consommé . En effet, comme je l'ai expliqué dans mon premier message, la réaction totale de la batterie est :

    4Al + 4OH- + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)4-

    La dite réaction consomme des ions OH-, ce qui est problématique si je souhaite maintenir un pH suffisamment élevé pour éviter la formation de Al(OH)3 sur les anodes en aluminium. Ainsi, je n'arrive pas à comprendre comment les industriels ont réussi à contourner ce problème.

    De plus, lorsque l'on s’intéresse à la technologie des piles Zinc air, il semble qu'il y ait une réaction au sein de l'électrolyte :

    [Zn(OH)4]2- = ZnO + H2O + OH-

    Mais là non plus, je n'arrive pas à comprendre dans quels conditions cette réaction peut se produire.


    Bref, je m'adresse à vous car j'avoue ne rien comprendre à ces mécanismes chimiques
    En espérant que vous saurez m'éclairer

    Cordialement
    Quentin
    Dernière modification par quentief ; 01/01/2019 à 17h55.

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

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Bonjour,

    Sans vouloir te vexer, mais il me semble difficile de vouloir développer une technologie chimique de pointe si tu ne comprends pas les mécanismes chimiques.

    Ceci dit, il est vrai que la réaction consomme des ions OH-. Ce n'est pas bien grave. Ces ions proviennent de substances bon marché comme KOH ou NaOH. Ce n'est peut-être pas la peine de chercher à les régénérer. A mon avis, on part de l'idée que ces ions sont consommés, exactement comme on consomme de l'oxygène O2 ou du métal aluminium, que personne ne songe à régénérer dans une telle installation.

    D'autre part, tu dis que ta pile fonctionne. Je veux bien te croire. Mais avec quel rendement ? Avec 1 mole (27 g) d'aluminium, tu devrais produire 3 moles d'électrons (3·96700 Cb). As-tu une idée de ton rendement ? Si je devais faire une prévision, je ne serais qu'à demi étonné que le rendement soit inférieur à 10%. Mais j'aimerais bien me tromper.

    Quant à la pile zinc-air, elle peut fonctionner, et un peu sur le même modèle que celle à l'aluminium, avec une cathode où se produit l'oxydation : Zn --> Zn2+ + 2 e-, et une anode avec l'équation : O2 + 2 H2O + 4 e- --> 4 OH-
    Or la rencontre des deux ions en provenance de chaque électrode produit la formation d'un précipité selon la réaction : Zn2+ + 2 OH- --> Zn(OH)2
    Ce qui fait que l'équation globale serait : 2 Zn + O2 + 2 H2O --> 2 Zn(OH)2
    Mais en présence d'un excès d'ions OH-, le précipité Zn(OH)2 se redissout et forme l'ion zincate [Zn(OH)4]2-.
    Donc l'équation globale, en présence d'un excès de ions OH-, s'écrit :
    2 Zn + O2 + 2 H2O + 2OH- --> 2 [Zn(OH)4]2-

  9. #7
    quentief

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Bonjour,

    Je vous remercie de votre réponse Moco, mais encore une fois je ne suis qu'étudiant, la chimie n'est en plus absolument pas ma spécialité , je ne m’intéresse à la technologie des batterie métal air qu'uniquement dans un cadre scolaire. Certaines entreprises développent déjà une technologie de pointe afin de perfectionner ces batteries, je n'ai pas du tout l'envie de me mettre en compétition avec elles. Non, si je suis ici c'est parce que je souhaiterai trouver des réponses à des questions qui dépassent mes très modestes compétences et souvenirs de chimie.

    Concernant les ions OH-, je pense que cela peut poser problème car, d'après mes estimations, il serait nécessaire de transporter une masse de KOH correspondant au double de la masse d'aluminium embarquée. Ainsi, ce mode de fonctionnement diviserait par 3 la densité énergétique massique de la batterie.

    Ensuite, à propos du rendement de ma maquette, effectivement celui ci est ridiculement bas. Notre meilleur essai nous a donné un rendement de 0.005%, ce qui n'empêche cependant pas la batterie d'avoir une capacité massique supérieur au lithium-ion (même comptabilisant la masse de potasse consommée). On peut sans aucun doute faire bien mieux mais encore une fois, il ne s'agit là que d'un projet qui restera dans le cadre de mes études, je pense que delà dépasse mes compétences. Je ne souhaite donc pas débattre du rendement de mon prototype ici.

    Enfin, pour reprendre ce que vous m'avez cité sur les batterie Zinc -Air, d'après le diagramme potentiel-pH du Zinc, je serai plutôt d'accord avec vous Moco, mais ils semblerait que de nombreuses sources nous donnent torts à tous les deux.

    La réaction à l'anode est : Zn + 4OH– → [Zn(OH)4]2– + 2e–
    La réaction à la cathode est : O2 + 2H2O + 4e– → 4OH–

    Ce qui nous donne au total : 2Zn + O2 + 2H2O + 4OH– → 2[Zn(OH)4]2–

    Jusque là tout semble normal, mais ensuite une dernière réaction prend place au sein de l'électrolyte :
    2[Zn(OH)4]2– → 2ZnO + 2H2O + 4OH– , ce qui permet ainsi de régénérer les ions OH- consommés (ainsi que l'eau d'ailleurs) .

    Voici quelques références :
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Pile_zinc-air
    https://forums.futura-sciences.com/c...-zinc-air.html
    http://www.kosekgroup.cz/equipment/zinc-air-battery/
    https://pubs.rsc.org/en/content/arti.../cp/c4cp02878c


    En conclusion, j'aimerai donc déjà comprendre pourquoi et comment cette réaction "régénérative" prend place au sein du dit électrolyte ?

    En espérant pouvoir trouver des réponses avec vous,

    Cordialement,
    Quentin

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  11. #8
    moco

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Bonsoir,

    1) La capacité massique de ta pile Al-O2 est peut-être supérieure à celle des piles à ion lithium. Mais ces piles Al-O2 ont un tel rendement pendant un temps très court. Elles s'autodétruisent en quelques minutes, voir heures. Tandis que les piles à ion lithium se conservent pendant des mois.
    2) La réaction de décomposition de l'ion [Zn(OH)4]2- que tu cites est un équilibre. Et même s'il était complètement déplacé, il ne régénérerait que la moitié des ions OH- . L'existence de cette réaction ne change en rien la description des équations de la cathode et de l'anode. Elle ne fait que perturber le fonctionnement de la pile.

  12. #9
    Chalco

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Bonjour,
    Vous utilisez la potasse comme électrolyte pour éviter la précipitation d'oxyde d'aluminium qui passiverait l'électrode. Ensuite, vous présentez comme modèle de régénération le comportement d'une électrode de zinc, dans lequel la régénération se fait par précipitation de l'oxyde métallique. Ce n'est donc pas la voie à suivre et cela signifie que l'exemple du zinc n'est pas un modèle. Il me semble d'ailleurs me souvenir que l'oxydation du zinc en présence de potasse conduit à la formation de poly-zincates http://www.theses.fr/1989PA066132

  13. #10
    quentief

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Pour vous répondre Chalco, en fait j'ai pris pour modèle celui de la pile Zinc Air car j'arrive à trouver beaucoup plus d'informations sur elle que sur la pile Aluminium Air. Je me disais donc que si j'arrivais à comprendre comment l'on parvenait à faire précipiter [Zn(OH)4]2- en ZnO loin des électrodes (de façon à éviter la passivation des électrodes), peut être serai-je en mesure de mieux comprendre la façon dont l'on procède pour la pile aluminium air. Même si, comme vous le soulignais, les réactions restent assez différentes.

    Ensuite pour vous répondre Moco, je ne comprends pas très bien. Voici le diagramme potentiel-pH du Zinc,

    diagramme_potentiel_ph_zinc.gif

    Nous pouvons voir que la réaction à l'anode énonçait par les références que je vous ai transmises dans mon précédant message, à savoir Zn + 4OH– → [Zn(OH)4]2– + 2e– ne peut se produire qu'a un pH suffisamment élevé (au délà de 12.5) . Or vous me dites que la réaction va venir consommer des ions OH-, donc abaisser le pH, jusqu’à un certain équilibre (je suppose du coup, jusqu’à ce que le pH soit égal à 12.5)

    Si tel est le cas, alors les électrodes des zinc devraient être passivées d'une couche de Zn(OH)2 , insoluble dans l'eau. Mais d'après les références que je vous ai transmises, ce n'est pas ce qui se passe : la réaction totale de la pile conduit à former ZnO et celui ci ne semble, d'après ce que j'ai compris, pas précipiter sur le Zinc métallique de la pile.

    Merci également de votre remarque sur le rendement de ma maquette, j'en prends note.

    Cordialement,
    Quentin

  14. #11
    moco

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Bonjour,
    Qu'il se forme ZnO ou Zn(OH)2, c'est du pareil au même. Il y a simplement une molécule d'eau de plus dans Zn(OH)2 que dans ZnO. Il me semble que la couche de passivation comme le dépôt en solution peuvent être formés aussi bien de l'un que de l'autre. Et ce n'est même pas important de savoir que cette couche est formée de ZnO ou de Zn(OH)2. Il importe par contre de dire qu'elle existe, ou qu'elle n'existe pas, sans trop se soucier de sa formule.

  15. #12
    quentief

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Ce qui m'importe beaucoup c'est de connaître comment l'on parvient à faire précipiter le ZnO (ou Zn(OH)2 si vous me dîtes que c'est sans sans importance) ailleurs que sur la surface de l'électrode de zinc, afin d'éviter encore une fois sa passivation.


    En regardant les schémas disponibles sur ces piles, je me demande si il n'y aurait pas comme une sorte de gradiant de pH, qui permettrait la dissolution du Zn(OH)2 au voisinage de l'électrode, et sa précipitation ailleurs. Qu'en pensez vous ?

  16. #13
    quentief

    Re : Questions sur les batteries métal air

    erratum : connaître comment l'on parvient à faire précipiter [Zn(OH)4]2- en ZnO (ou bien en Zn(OH)2 si vous me dîtes que c'est sans sans importance) ailleurs que sur la surface de l'électrode de zinc, afin d'éviter encore une fois sa passivation.

  17. #14
    Boltzman

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Bonjour,

    La précipitation de ZnO a bien lieu sur l'électrode et c'est l'un des problèmes qui limite le développement de ces batteries Zn-air avec notamment également la formation de dendrites.

    La réaction a lieu en raison de la faible solubilité du zinc conduisant à la réaction que vous indiquez à partir de Zn(OH)4-.

    Pour votre problème avec l'aluminium, vous ne pourrez faire précipiter ailleurs que sur l'électrode car localement vous allez augmenter fortement la concentration d'ions Al.

    Un solution à rechercher est peut-être de ne pas laisser se former Al(OH)4- en ajoutant un additif dans l'électrolyte tel que un ligand qui formerait un complexe plus fort qu'avec les ions hydroxydes.

    Exemples: oxalate ou EDTA ?

  18. #15
    moco

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Bonjour,

    L'idée de Boltzman me paraît excellente. Elle consiste à ajouter de l'EDTA à la solution basique de KOH ou NaOH, sachant qu'on obtient en général cet EDTA en dissolvant son sel de disodium Na2H2Y dans l'eau. Mais elle change complètement le fonctionnement de la pile Al-O2 ou Zn-O2. Les réactions à la cathode seraient les mêmes, mais celles à l'anode seraient :

    Al + H2Y2- + 2 OH- --> [AlY]- + 2 H2O + 3 e-
    Zn + H2Y2- + 2 OH- --> [ZnY]2- + 2 H2O + 2 e-

    Et si par malchance, les réactions formant les ions [Al(OH)4]- et [Zn(OH)4]2- se produisaient quand même, ces deux ions seraient aussitôt détruits par l'EDTA, avec formation des mêmes complexes solubles [AlY]- et [ZnY]2-. On éviterait alors le dépôt parasite de Zn(OH)2 ou de Al(OH)3.

    Il vaudrait la peine d'essayer.

  19. #16
    Chalco

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Je crois me rappeler que la réaction entre l'aluminium et l'EDTA est une réaction lente dans mes conditions ordinaires de titrage. Dans la potasse, il faudrait vérifier.

  20. #17
    moco

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Bonsoir,
    Il ne s'agit pas de titrer l'ion aluminium par l'EDTA. Il s'agit de capter les ions Al3+ formés par oxydation du métal aluminium.

  21. #18
    quentief

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Merci beaucoup tous, tout cela semble vraiment très intéressant !
    Bon cela dit, je ne pense pas que mon établissement ait en stock de l'EDTA, mais auriez vous quelques documentations à me suggérer sur ces réactions ?

  22. #19
    Boltzman

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Bonjour,

    Difficile à donner une référence générale sans savoir à quoi vous avez accès et à quel niveau.

    Tous les livres de chimie des solutions en premier cycle universitaire comportent un chapitre sur les équilibres de complexation.

    En cherchant EDTA et complexation sur internet vous trouverez également beaucoup d'informations.

    Les anciens livres sont souvent très bien sur ce type de système. Je peux vous conseiller chez Masson:"les réactions chimiques en solution aqueuse et caracterisation des ions" de Gaston Charlot. Vous y trouverez des informations par éléments avec des solubilités et des informations quantitatives sur la force de complexation avec différentes molécules.

    Un effet possible de la complexation de Al3+ par l'EDTA est un abaissement du potentiel redox du couple Al3+/Al0... avec potentiellement de ce fait une augmentation de la réaction parasite de production d'hydrogène.

    Mais il faut essayer

  23. #20
    quentief

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Mais juste dans les réactions que vous avez décrite: Al + H2Y2- + 2 OH- --> [AlY]- + 2 H2O + 3 e- et Zn + H2Y2- + 2 OH- --> [ZnY]2- + 2 H2O + 2 e-
    Si j'entends bien, ce composant que vous nommez Y, est consommé durant l'oxydation de l'aluminium. Mais il n'est pas renouvelé ? Je ne comprends pas très bien quel seraient les avantages de ces réactions chimiques

  24. #21
    moco

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Bonjour,
    Y n'est pas un composé. C'est un groupe d'atomes comprenant des atomes de carbone, d'hydrogène, d'oxygène et d'azote qui sont liés entre eux par des liaisons solides. Mais ce groupe n'est pas modifié par la réaction avec un métal comme l'aluminium. Donc on ne se donne pas la peine de les décrire tous dans les équations chimiques, car ce groupe n'est jamais modifié. Si tu tiens à le savoir, Y est un groupe appelé éthylène-diamine-tétracétate, d'où l'abréviation EDTA. La formule brute du groupe Y est C10H12O8N2. Mais la formule développée est plus utile, car elle fait apparaître un chaîne centrale dite éthylènediamine >N-CH2-CH2-N<. Et les 4 liaisons terminales liées aux deux atomes N, sont dirigées ces 4 groupes identiques, et de formule -CH2-COO-. L'EDTA forme donc une structure en étoile terminée à la périphérie par 4 charges négatives.

    L'avantage de la réaction de cet ion Y (ou EDTA) réside dans le fait que, après l'oxydation du métal Al, on obtient un atome Al3+, qui, en présence de ions OH-, risque fort de former un dépôt insoluble Al(OH)3 et ce dépôt va empêcher l'oxydation ultérieure de Al. Sans EDTA, la pile sera vite bloquée par ce dépôt, et ne délivrera plus de courant. En présence d'EDTA, on pense que les ions Al3+ ne vont pas réagir avec OH-, mais préféreront réagir avec l'ion Y, et former un ion soluble dans l'eau. Il n'y aura pas de dépôt. Et la pile pourra donc fonctionner jusqu'à épuisement du métal.

  25. #22
    quentief

    Re : Questions sur les batteries métal air

    D'accord très bien mais je ne vois toujours pas l'avantage de cette réaction par rapport à celle qui est mise en jeu dans ma maquette.

    En effet, pour éviter la formation de Al(OH)3, vous me dîtes que Y est consommé de façon à former [AlY]- qui lui est soluble dans l'eau, soit la réaction Al + H2Y2- + 2 OH- --> [AlY]- + 2 H2O + 3 e- (1)

    Pour rappel, dans ma maquette, nous utilisons un pH très basique de façon à ce que la réaction soit Al + 4OH- = Al(OH)4- + 3e (2)
    Le produit Al(OH)4- est également soluble dans l'eau.

    L'inconvénient est que, pour chacune de des deux réactions, le fonctionnement de la pile peut s'interrompre avant la consommation totale de l'aluminium; si l'on est est à cours de Y dans la réaction (1) ou si le pH n'est plus assez basique dans la réaction (2)

    Donc j'en reviens à la question qui motive cette discussion : comment régénérer l'électrolyte ?

    Cordialement,
    Quentin

  26. #23
    moco

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Bonjour,

    Il n'y a pas de miracle. Si on consomme de l'aluminium dans ta pile, on consommera aussi ce qui réagit avec l'aluminium, donc des ions OH- dans ton modèle original, ou des ions EDTA dans la formulation proposée par Boltzmann.

  27. #24
    quentief

    Re : Questions sur les batteries métal air

    D'accord, bon il est possible que ce que je recherche n'existe pas pour l'aluminium. Mais concernant les piles Zinc Air, la solution semble exister puisque, d'après les références que je vous ai citées au message numéroté #7, il est dit que les ions OH- sont entièrement renouvelés, malgré vos affirmations.
    Mais je ne comprends toujours pas pourquoi ?

  28. #25
    moco

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Bonjour,
    Les ions OH- ne sont pas régénérés en totalité. Dans ton post #7, il n'y a que la moitié de ceux qui sont consommés, qui se régénèrent.
    De toute façon, à quoi bon ? Les hydroxydes sont des substances bon marché, qu'il ne vaut pas la peine de récupérer.

  29. #26
    quentief

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Je ne comprends pas pourquoi vous affirmez que les ions OH- ne sont pas régénérés en totalité. Permettez-moi de vous rappeler les réactions en question :

    Anode : Zn + 4OH– → [Zn(OH)4]2– + 2e–
    Fluide : [Zn(OH)4]2– → ZnO + H2O + 2OH–
    Cathode : 1/2O2 + H2O + 2e– → 2OH–
    Total : 2Zn + O2 → 2ZnO

    Les ions OH- ne sont pas consommés dans la réactions totale, leur rôle s'apparente plus à celui d'un catalyseur. Certains sites affirment même qu''il est possible de faire circuler l'électrolyte en le faisant passer à travers un filtre, de façon à filtrer le ZnO.
    Pour confirmer mes dires, je vous invite à vérifier ces quelques références :

    https://fr.wikipedia.org/wiki/Pile_zinc-air
    http://www.kosekgroup.cz/equipment/zinc-air-battery/
    https://www.printedelectronicsworld....-air-batteries
    https://www.aiche.org/conferences/ai...mental-impacts

    Ensuite concernant l'importance de ma question, bien que les hydroxydes puissent être des substances bon marché, la régénération des ions OH- permet, d'améliorer la densité d'énergie volumique et massique de la pile. En effet, si les ions OH- ne sont pas régénérés, alors il sera nécessaire d'en stocker suffisamment au sein de la pile afin de permettre à chacune de ces cellules de fonctionner jusqu’à l'épuisement du Zinc . S'ils sont régénérés, alors cette problématique ne se pose plus et la pile gagne en légèreté et compacité.

    Dans le cas de la pile aluminium air que je suis en train de concevoir, je suis confronté au même problème et d'après mes estimations, si les ions OH- ne sont pas régénérés, il sera nécessaire de transporter une masse de KOH correspondant au double de la masse d'aluminium embarquée. Ainsi, ce mode de fonctionnement diviserait par 3 la densité énergétique massique de la batterie.

    Je cherche donc à comprendre comment ce problème a pu être résolu sur les pile Zinc Air, et bien-sûr même si cette solution n'est pas applicable sur les piles Aluminium-Air, je voudrais malgré tout comprendre comment cela fonctionne.

    Cordialement,
    Quentin
    Dernière modification par quentief ; 05/01/2019 à 13h45.

  30. #27
    moco

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Bonsoir,

    C'est vrai que j'avais oublié de tenir compte que les ions OH- sont aussi créés à la cathode. Dans ce cas, au total, ils sont régénérés.

    Ceci dit, tout le monde a le droit de faire des essais. Mais je m'étonne de votre acharnement à vouloir développer une pile à l'aluminium dont on sait très bien qu'elle ne va n'exister que quelques minutes ou heures au grand maximum, et dont la durée de vie sera la même si on l'utilise ou si on ne l'utilise pas.

  31. #28
    quentief

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Cette discussion est motivée par la curiosité scientifique de cette technologie, la mienne et celle d'autres personnes avec qui je travaille.
    Pour le moment, je ne souhaite pas débattre sur la durée de vie de la pile et des solutions technologiques pour l'améliorer.

    Vous avez finalement admis que la régénération des ions OH- dans les piles Zinc-Air était possible, tâchons maintenant de comprendre comment cela fonctionne.

  32. #29
    simondelateam

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Bonjour!
    Quentief , quel metal est utilisé a le cathode a air de ta pile? le charbon actif semble souvent utilisé , l'argent est parait t'il bon catalyseur pour cette reaction (1/2O2 + H2O + 2e– → 2OH–) , quelqu'un aurait plus d'info sur cela?

  33. #30
    quentief

    Re : Questions sur les batteries métal air

    Bonsoir

    La conception de la cathode n'a pas été chose aisée. Nous avons du mettre au point une pâte faite de poudre de charbon actif, que nous avons dû maintenir comprimé pendant sa cuisson. Cela dit, je pense que des meilleurs résultats pourraient être obtenus en utilisant des catalyseurs plus sophistiqués, j'ai épluchés beaucoup de brevets et d'articles scientifiques mais cela dépasse mes compétences en chimie.

    Si cela vous intéresse, je vous invite à me contacter en message privée, je pourrais vous donner plus de détails, mais une fois que ma soutenance pour ce projet aura été effectuée.

    En contrepartie, si vous avez des informations pouvant m'éclairer sur les réactions chimiques que nous essayons de comprendre depuis la création de cette discussion, je vous en serai très reconnaissant

    Cordialement,
    Quentin
    Dernière modification par quentief ; 05/01/2019 à 17h40.

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