Énergies : conversion & stockage

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

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

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

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.

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.

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

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.

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

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

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

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

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

I U Umin US

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+

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.

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

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

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

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

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