Énergies : conversion & stockage

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1 Énergies : conversion & stockage

2 Dispositif Conversion d’énergie Pile ou générateur Énergie chimique  énergie électrique Électrolyseur ou récepteur Énergie électrique  énergie chimique Accumulateur (décharge puis charge) Énergie chimique  énergie électrique

3 Énergies : conversion & stockage
I) Conversion d’énergie chimique en énergie électrique 1) Aspect thermodynamique

4 Générateur – Pile I e– epile R 2 Red1 Ox1  Red2 Ox2 Pont salin
Red1  Ox1 + n e– Ox2 + n e–  Red2

5 Rappel sur les conventions des travaux électriques
eg i Convention générateur W = eg.i.dt est le travail instantané algébriquement fourni par le générateur de f.e.m. eg au reste du circuit pendant dt.

6 Rappel sur les conventions des travaux électriques
Convention récepteur W’ = U.i.dt est le travail instantané algébriquement reçu par le dipôle de la part du reste du circuit pendant dt.

7 Générateur – Pile I e– epile R 2 Red1 Ox1  Red2 Ox2 Pont salin
Red1  Ox1 + n e– Ox2 + n e–  Red2

8 Capacité d’une pile La capacité d’une pile est la quantité d’électricité débitée ou la charge transférée entre l’état initial et l’état final lors du fonctionnement de la pile : Q = n.F.

9 Énergies : conversion & stockage
I) Conversion d’énergie chimique en énergie électrique 1) Aspect thermodynamique 2) Aspect cinétique

10 I E Red2  Ox2 Pt Red1  Ox1 Ia Ic A c(I) < 0 E(I) Ee1 Ee2 C a(I) > 0

11 Énergies : conversion & stockage
I) Conversion d’énergie chimique - énergie électrique II) Conversion d’énergie électrique - énergie chimique 1) L’électrolyseur a) Aspect thermodynamique

12 Récepteur – Électrolyseur
G Red2  Ox2 + n e– Ox1  Red2 Ox1 + n e–  Red1 Ox2 Pont salin I – + Ugénérateur 2 Red1

13 Énergies : conversion & stockage
I) Conversion d’énergie chimique - énergie électrique II) Conversion d’énergie électrique - énergie chimique 1) L’électrolyseur a) Aspect thermodynamique b) Aspect cinétique

14 I U Umin US

15 Électrolyse de l’eau H2O  O2 I M’ Ia A US Umin N E(V) 1,23 M
Ic N’ M’ A US Umin N 1,23 M E(I) = EA – EC C H2  H+

16 Propriété On obtient les points de fonctionnement sur : la première courbe d’oxydation anodique rencontrée en potentiel croissant la première courbe de réduction cathodique rencontrée en potentiel décroissant.

17 Énergies : conversion & stockage
I) Conversion d’énergie chimique - énergie électrique II) Conversion d’énergie électrique - énergie chimique 1) L’électrolyseur a) Aspect thermodynamique b) Aspect cinétique c) Loi de Faraday : rendement d’électrolyse

18 Électrolyse du zinc e– I – + Ugénérateur G  2 Pont salin Pb Al O2
H2O  O2 + 4 e– + 4 H+ Zn2+  Pb Zn e–  Zn O2 Pont salin I – +

19 Énergies : conversion & stockage
I) Conversion d’énergie chimique - énergie électrique II) Conversion d’énergie électrique - énergie chimique 1) L’électrolyseur 2) Recharge d’un accumulateur a) Définition

20 Énergies : conversion & stockage
I) Conversion d’énergie chimique - énergie électrique II) Conversion d’énergie électrique - énergie chimique 1) L’électrolyseur 2) Recharge d’un accumulateur a) Définition b) La charge d’un accumulateur

21 I E(V) Ia Ni(OH)2  NiOOH A – 1,34 – 0,96 0,89 0,43 H2  H+ H2O  O2 C U – rI Cd  Cd(OH)2