Travaux Pratique Voiture à Hydrogène

TP Voiture à Hydrogène Principe : Objectif : La voiture est équipée d’une cellule de carburant. C’est un dispositif qui peut convertir l’hydrogène (produit par réaction avec de l’eau) en énergie électrique utilisable. Objectif : Produire de l’électricité à partir d’hydrogène.

TP Voiture à Hydrogène Liste des composants -Capot du moteur -Seringue -Tubes courts en caoutchouc -Roues -Piles à combustible -Alimentation électrique -Châssis et moteur électrique -2 réservoirs

TP Voiture à Hydrogène 1) Assemblage de la voiture Faire appel au tuteur (si besoin) Remplir les 2 réservoirs d’eau jusqu’au niveau 0. 2) Hydratation de la cellule de carburant Remplir la seringue d’eau distillée et la placer dans le bec supérieur du côté de l’oxygène de la cellule de carburant. Injecter l’eau jusqu’à ce qu’elle arrive dans le réservoir. Laisser la cellule de carburant pendant 5 à 10 min à une hydratation complète.

Manipulation de la voiture 1) Branchement du panneau solaire Placer le panneau solaire dans la lumière (vérifier à l’aide d’un multimètre que la tension ne dépasse pas 2V et que l’intensité n’excède pas 0.7A) puis le brancher à la cellule de carburant. Vous observerez la production de gaz (oxygène et hydrogène) dans les réservoirs. Il faudra approximativement 5 à 10 min pour remplir le réservoir d’hydrogène. Une fois la production d’hydrogène terminée, il faut débrancher le panneau solaire et brancher le moteur électrique.

Manipulation de la voiture 2) Branchement de la batterie à piles Brancher les fils de la batterie sur la cellule de carburant Attendre que les réservoirs soient remplis de gaz(comme en 1) Une fois la production d’hydrogène terminée, vous pouvez alors débranchez la batterie et brancher les fils du moteur à la place. La voiture se mettra en marche instantanément.

Explications supplémentaires 1ère étape : Production de dihydrogène par électrolyse de l'eau L'électrolyse peut être utilisée pour décomposer l'eau (H2O) en dihydrogène (H2) et en dioxygène (O2). Réactions : · Oxydation à l'anode (reliée au pôle + du générateur) : · Réduction à la cathode (reliée au pôle - du générateur) : · Globalement, nous avons :

Explications supplémentaires 2ème étape : Principe de fonctionnement La pile à combustible fonctionne à l'inverse de l'électrolyse de l'eau pure. Elle transforme l'énergie chimique en énergie électrique directement. C'est un générateur. Comme une pile ordinaire, elle possède une cathode et une anode séparées par un électrolyte (substance conductrice) qui assure le passage du courant. Les charges se déplacent entre l’anode et la cathode. Elle consomme le dioxygène O2 et le dihydrogène H2. Elle continue de fonctionner tant qu'elle est approvisionnée en dihydrogène et dioxygène.

Explications supplémentaires 1. À l'anode, a lieu la réaction suivante : H2→ 2H+ + 2e– 2. Il y a donc production de deux électrons par molécule de dihydrogène. 3. Les H+ passent de l'anode à la cathode et provoquent un courant électrique par transfert des électrons dans le circuit électrique. 4. À la cathode, les H+ sont consommés suivant la réaction: O2 + 4H+ + 4e–→ 2H2O

Anecdotes Dans le nord de la France, le laboratoire de nanotechnologies de l'Institut d'électronique de microélectronique et de nanotechnologie réalise en mai 2009 la plus performante et la plus petite pile à combustible du monde, de la taille de l'ongle d'un nourrisson. Grâce aux progrès incessants de ces techniques, dont les premiers développements dans le domaine spatial remontent aux années 1960, et à la baisse des prix, son utilisation croît dans de nouveaux domaines. Notamment pour alimenter des prototypes d'ordinateurs portables, de téléphones portables, d'appareils photo ou encore de véhicules propres.

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