Mathématiques de la pile

[invitea92e365c]

Bonjour,
je m'intéresse actuellement à l'autonomie de petits systèmes prévus pour fonctionner sous l'océan, des capteurs autonomes par exemple, et je cherche plus précisément un moyen de tirer de l'énergie de leur environnement. J'ai donc pensé à une pile à eau de mer, l'idée serait d'utiliser l'au salée comme électrolyte.
Maintenant, mon problème est la théorie. J'ai besoin de formules mathématiques me permettant de créer un modèle de ma pile, afin de déterminer comment la concevoir.
Mes questions sont les suivantes:
-Y a-t-il un lien entre volume d'électrolyte et capacité d'alimentation?
-Quels facteurs influent sur le voltage et capacité d'alimentation de la pile?
-Si vous avez des formules (avec démos si possible), ou des publications scientifiques sur le sujet je suis preneur.
Si des gens calés en la matière lisent ce message, n'hésitez pas à entrer dans les détails (J'ADORE CA ), sachant que j'ai quelques notions de physique, chimie et maths (étudiant en prépa PCSI)

Merci d'avance à tous ceux qui me lisent et prennent le temps de m'aider!
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[Fustigator]

Bonjour,
je m'intéresse actuellement à l'autonomie de petits systèmes prévus pour fonctionner sous l'océan, des capteurs autonomes par exemple, et je cherche plus précisément un moyen de tirer de l'énergie de leur environnement. J'ai donc pensé à une pile à eau de mer, l'idée serait d'utiliser l'au salée comme électrolyte.

Ca existe : https://en.wikipedia.org/wiki/Salt_water_battery

[jiherve]

Bonsoir,
Comme en français "sel" le terme "salt" designe indifféremment le sel de cuisine (NaCl) et tout autre sel ici des sels de lithium!
Avec NaCl ce n'est pas très efficace.
JR

[invitea92e365c]

En fait je ne cherche ni à copier quelque chose déjà existant, ni à changer de solide ionique, le but est de voir jusqu'où on peut aller avec l'eau de mer. J'avais en tête des cellules électrolytiques immergées dans l'eau salée. Le but serait d'alimenter un petit système électronique peu gourmand, comme un capteur autonome destiné à rester sous l'eau par exemple.
Merci pour vos réponses en tout cas. Je continue de chercher de la doc, j'irai certainement voir mon prof de chimie aussi. SI j'ai du nouveau je le posterai si jamais ça intéresse quelqu'un.
En attendant je suis preneur de toute réponse

[A voir en vidéo sur Futura]

[PA5CAL]

Bonsoir

À ma connaissance, quel que soit le procédé, les piles « à l'eau de mer » ne fonctionnent pas qu'avec de l'eau de mer : elles doivent consommer au moins un autre composé, comme par exemple du magnésium ou de l'aluminium en guise l'anode oxydable, ou bien encore de l'eau douce pour les piles à osmose. De plus, ces piles sont beaucoup moins performantes que celles mettant en œuvre des compositions chimiques optimales.

Faire des piles avec l'eau de mer parce qu'on en dispose en quantité presque illimitée, ce serait comme faire rouler une voiture avec de la margarine en guise de lubrifiant sous prétexte qu'on en aurait reçu un gros stock gratuitement. Non seulement ce n'est pas le produit essentiel qui permet de faire tourner la machine, mais au bout du compte le choix réalisé est techniquement assez médiocre.


Si tu veux modéliser mathématiquement ta pile, il faudrait commencer par choisir le procédé que tu souhaites utiliser. Mais à mon avis, ta question aurait beaucoup plus sa place dans la rubrique « chimie » du forum plutôt que dans la rubrique « électronique ».

[gienas]

Bonjour JPJoule et tout le groupe

Bienvenue sur les forums.

... ta question aurait beaucoup plus sa place dans la rubrique « chimie » du forum plutôt que dans la rubrique « électronique ».

Je confirme totalement ce diagnostic, et je vais déplacer, car la question n’est nullement électronique, qui ne sera (ou serait), que le consommateur privilégié.

Comme je "devine" que l’objectif est de ne jamais manquer d’électrolyte, donc de demeurer "éternelle", je veux souligner que la pile fonctionne tant que les ingrédients nécessaires sont présents. Une fois épuisée, il faut renouveler.

[Chalco]

Une pile transforme de l'énergie chimique en énergie électrique. Dans le cas présenté¹, l'énergie chimique est contenue dans des sels de manganate (différents) dans les deux électrodes. L'originalité du procédé est dans l'électrolyte. C'est une solution presque saturée de sel. Quand la pile fonctionne, il y a libération d'ions lithium à une électrode et de ce fait, il y a précipitation d'un sel au voisinage de l'électrode qui la protège des réactions parasites qui seraient la réduction de l'eau. Mais quand tous les sels de manganèse sont transformés, la pile est déchargée et ne fonctionne plus : comme dit Gienas,"Une fois épuisée, il faut renouveler.".
L'électrolyte ne sert qu'au passage du courant, pas à sa création.

¹ https://newatlas.com/water-in-salt-battery/40514/

[moco]

Bonsoir,
Dans une pile, les matériaux les plus importants sont les constituants des deux électrodes. C'est eux qui créent le courant. Quand il sont épuisés, la pile est plate, et il faut renouveler ces électrodes. L'eau de mer ne contribue pas au bon fonctionnement de la pile. Elle reçoit les ions de Zn2+ si l'anode est en zinc. Mais c'est tout. Elle n'est pas consommée. Son rôle est tout à fait secondaire. On ne peut pas faire une pile avec de l'eau de mer et c'est tout.

[invitea92e365c]

Merci à tous on dirait bien que je cherchais du mauvais côté en effet, il faut donc que je me penche sur le sujet des électrodes. Merci pour vos réponses!