TPE : La pile a combustible

[invite8697e431]

Je suis en train d'etudier les piles a combustion mais je n'ai pas compri un truc tout bete : pourquoi rejette-t-on de l'eau et non de l'hydrogene??

Merci
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[invited5346723]

tiens... ça me rappelle un TIPE à moi ça

un lien qui pourrait t'aider à comprendre :
http://www.cea.fr/fr/pedagogie/science.htm#pac
(rubrique "à la loupe", première animation)

[invite8697e431]

Merci beaucoup, ton site est super interessant mais je n'ai pas reussi a comprendre en quoi il est necessaire de rejetter de l'eau et non de l'hydrogene.

J'ai tout a fait compri le fonctionnement, mais je suis incapable d'expliquer pourquoi on rejette de l'eau et non de l'hydrogene?

Est-ce possible?

Dans ce cas la pourquoi ne garde-t-on pas l'hydrogene dans un circuit fermé?

[invite890ff058]

si j'ai bien compris ta question alors la reponse est simple, dans une PAC il y a la reaction suivante :
2 H2 + O2 --> 2 H2O
Les reactifs sont le dihydrogene donc la PAC ne peut rejeter de l'hydrogene sinon le cycle serai infini et le "mouvement " perpetuelle serai inventé contrairement aux loi de la thermodynamique
en esperant avoir comprit la question
++

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite8697e431]

Je crois que t'as compris ma question mais moi j'ai pas tout compri a ta reponse.
Ca doit etre evident mais je voi pas concretement pourquoi c'est posible!
Elles disent quoi en gros les lois de la thermodynamique???

[invite8697e431]

Pardon, je voulai dire que je ne comprends pas pourquoi ce n'est
PAS possible.

[invite890ff058]

et ben si la PAC produirait de l'hydrogene, en gros pour pourrai produire de l'electricité indefiniment car la PAC utilise de l'hydrogene ! et tout les problemes serait resolut :P
Comme je l'ai dit la reaction qui produit de l'energie (chaleur + electricité) dans la PAC est la suivante : 2H2 + O2 --> H2O
la PAC produit donc de l'eau et non du dihydrogene H2.
En gros les lois de la thermodynamique disent que l'on ne peux produire plus d'energie que l'on posséde (sous toute ses formes : dans le cas de la PAC il s'agit de l'energie de liaison je crois)
j'espere que tu a compris car il s'agit du principe de base de la PAC sinon tu est mal pour ton TPE

[invite8697e431]

J'ai compri le principe de la PAC mais je n'avais jamais entendu parler de ces lois...

Je crois avoir compri, c'est plutot logique.

En fait mon TPE est sur les energies renouvelables, c'est pour ca que je parle de la PAC.

Je ne pense pas l'ecrire dans mon compte rendu écrit mais je me méfie des questions des profs.
En plus je suis tres curieux de nature...

Merci pour ton aide...

[invited5346723]

Si j'ai bien compris ta question en fait tu te demandes si il est indispensable d'avoir du dioxygène pour faire fonctionner la pile.

Et la réponse est oui, parce que toutes les piles basent leur fonctionnement sur 2 couples ox/red de 2 électrodes.

Ensuite, le potentiel de ces deux électrodes doit être différent au début du fonctionnement de la pile, (en tout cas si on veut que la réaction ait lieu et donc produire du courant ), et ce potentiel peut être calculé à l'aide de la formule de Nernst (qu'il est normal que tu ne connaisse pas si tu fais bien un TPE et non un TIPE, ne t'inquiète pas) qui te dis que ce potentiel dépend des concentrations en oxydant et en réducteur du couple de ton électrode. (en fait il est d'autant plus élevé que le rapport [ox]/[red]
est grand ; si l'une des deux espèces est solide, on prend [solide]=1)
On appellera ces potentiels E1 et E2.
La tension nominale (U) d'une pile correspond à la différence des deux au moment ou tu l'achète (si E2>E1, U=E2-E1).
Si on a une réaction c'est parce que lorsqu'on branche un dipôle entre les bornes de la pile, on donne l'occasion au système de chercher à devenir électriquement neutre ce qui revient à avoir E1=E2, soit U=0 (pile usée). c'est pour ça que la tension aux bornes d'une pile décroit au cours de son fonctionnement et que des réactions interviennent sur chacune des électrodes.

Donc si on ne mets pas de dioxygène au niveau de la cathode, effectivement on ne formera pas d'eau, mais il n'y aura pas non plus de réaction.



Ensuite juste deux petites remarques sur la pile à combustible :

Les couples mis en jeu sont H+/H2 et O2/H2O.
(regarde les équations de fonctionnement au niveau de l'anode et de la cathode)
Donc aussi longtemps qu'on envoie du dihydrogène et qu'on évacue l'eau, on garde E1 et E2 constants ce qui fait que la pile est toujours à la même tension en cours de fonctionnement.

Ensuite, contrairement à la plupart des piles, les réactions d'ox/red ne consomment pas les composés métalliques que tu introduis dans tes électrodes (platine) et donc ta pile va pouvoir fonctionner aussi longtemps que tu pourras lui fournir dihydrogène et dioxygène.