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Fonctionnement pile à hydrogène

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« Introduction ( Différence entre une pile à combustible et une batterie ) Aujourd’hui, l’hydrogène est envisagé comme une solution possible aux problèmes énergétiques et écologiques de notre société. Nous allons donc voir comment cet élément chimique peut fournir de l’énergie. L’hydrogène, ou plutôt le dihydrogène H2 composé de 2 atomes d’hydrogène, est utilisé dans une pile à hydrogène, qui est une pile à combustible. Bien qu’elle produise de l'électricité, il ne faut pas confondre pile à combustible et batterie. En effet, une pile à combustible doit être alimentée en permanence pour fonctionner. Chacun de ces types de piles nécessite un combustible différent, par exemple le dihydrogène ou le gaz. Une batterie classique, elle, est rechargée directement en énergie électrique qu’elle peut restituer plus tard sans être alimentée. Développement ( fonctionnement détaillé ) Principe d’une pile à hydrogène + Le principe de fonctionnement d’une pile à hydrogène est simple : le combustible, le dihydrogène donc, est introduit dans la pile, et il va se produire une réaction chimique avec le dioxygène O2 composé de 2 atomes d’oxygène et présent dans l’air. Cette réaction va produire de l’eau, de formule chimique H2O, et va permettre la circulation d’électricité. En effet, la réaction entre le dioxygène et le dihydrogène est une réaction de type oxydoréduction, ce qui signifie qu’il y a un échange d’électrons entre les produits de la réaction, le dioxygène et le dihydrogène. Une réaction d’oxydoréduction a lieu entre un oxydant et un réducteur, issu chacun de 2 couples oxydant/réducteur différents. L’oxydant capte les électrons et le réducteur les perd. Ici, les couples sont le dihydrogène H2 réducteur avec le proton H+ oxydant, ainsi que le dioxygène O2 oxydant avec l’eau H2O réducteur. Ainsi, la pile va permettre aux électrons impliqués dans la réaction de circuler dans le circuit électrique et donc permettre de faire circuler un courant électrique, sachant que le courant électrique circule dans le sens inverse des électrons. Ainsi, le dihydrogène est injecté dans l’anode, où il va perdre 2 électrons pour donner 2 protons H+. C’est la demiréaction du couple H+/H2, d’équation H2 = H+ + 2 e . Les protons H+ vont traverser la membrane pour rejoindre la cathode, et les électrons vont sortir de la pile et circuler dans le circuit électrique, créant un courant électrique. Les électrons circulent de l’anode vers la cathode. Le courant circule donc de la cathode vers l’anode. Le courant circulant toujours de la borne + vers la borne - , la cathode est la borne »

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