Déjà utilisées dans les transports et en voie de développement pour certains appareils portables, les piles à combustible permettent de produire de l’énergie électrique à partir de deux gaz : le dihydrogène et le dioxygène.
➜ Les réactions d’oxydoréduction peuvent-elles expliquer ce phénomène ?
Une opinion ?
Quelle propriété des réactions d’oxydoréduction permet aux piles de générer un courant électrique ?
Doc. 1
Constitution et fonctionnement
Une pile à combustible est constituée d’une anode à dihydrogène gazeux H2(g) et d’une cathode à dioxygène gazeux O2(g). Entre les deux, un électrolyte permet le
passage des ions de l’anode vers la cathode.
Lorsque le circuit est fermé, le dihydrogène H2(g) présent sur l’anode est transformé en ions hydrogène H+(aq) qui circulent dans l’électrolyte jusqu’à la cathode. Là, ils réagissent avec le dioxygène O2(g) pour former de l’eau H2O(l). Les électrons ainsi libérés par le dihydrogène alimentent le circuit électrique pour être récupérés à la cathode par le dioxygène.
Doc. 2
Une technologie de l’avenir
En 2009, la Venturi Buckeye Bullet 2 bat le record de vitesse FIA (Fédération internationale de l’automobile)
pour un véhicule électrique alimenté par une pile à combustible : 488 km·h-1. C’est le premier véhicule électrique à franchir la barre symbolique des 300 mph (plus de 480 km·h-1).
Aujourd’hui, le record est détenu par la Venturi Buckeye Bullet 3 à une vitesse frôlant les 550 km·h-1 avec une batterie lithium-ion.
Visionnerle premier record de vitesse réalisé
par la Venturi Buckeye Bullet 2 !
Supplément numérique
Retrouvez une animation sur le fonctionnement d’une pile à combustible.
Compétence
✔RAI/MOD : Modéliser une
transformation chimique
Questions
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1. Doc. 1 Écrire les demi-équations des réactions qui se produisent au niveau des électrodes.
2. En déduire l’électrode où se produit une oxydation et celle où se produit une réduction.
3. Au sein du conducteur, de quelle électrode les électrons partent et arrivent-ils ?
4. En déduire le sens du courant. Quelle électrode est alors l’électrode positive ?
5. Pourquoi la lampe s’allume-t-elle ?
6. De quel type de courant électrique s’agit-il ?
7. Pourquoi une pile à combustible est considérée comme une pile propre ?
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Synthèse de l'activité
Que peut-on déduire de cette expérience quant à la possibilité chimique de créer du
courant électrique ?
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