ACTIVITÉ D'EXPLORATION


3
Pile à combustible






Doc. 1
Constitution et fonctionnement

Une pile à combustible est constituée d’une anode à dihydrogène gazeux H2(g)\mathrm{H}_{2}(\mathrm{g}) et d’une cathode à dioxygène gazeux O2(g)\mathrm{O}_{2}(\mathrm{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)\mathrm{H}_{2}(\mathrm{g}) présent sur l’anode est transformé en ions hydrogène H+(aq)\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq}) qui circulent dans l’électrolyte jusqu’à la cathode. Là, ils réagissent avec le dioxygène O2(g)\mathrm{O}_{2}(\mathrm{g}) pour former de l’eau H2O(l)\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}). Les électrons ainsi libérés par le dihydrogène alimentent le circuit électrique pour être récupérés à la cathode par le dioxygène.

principe de fonctionnemtn d'une pile à combustible

Synthèse de l'activité

Que peut-on déduire de cette expérience quant à la possibilité chimique de créer du courant électrique ?

Compétence

RAI/MOD : Modéliser une transformation chimique

Questions

Voir les réponses
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 ?



Une opinion ?

Quelle propriété des réactions d’oxydoréduction permet aux piles de générer un courant électrique ?

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 ?

Supplément numérique

Retrouvez une animation sur le fonctionnement d’une pile à combustible.

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.

Visionner le premier record de vitesse réalisé par la Venturi Buckeye Bullet 2 !

La Venturi Buckeye Bullet 2

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