Chimie des solides
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3 Piles a combustible utilisees comme generateur
La pile a combustible la plus simple, et en fait la seule qui soit
actuellement operationnelle, est la pile dans laquelle on effectue
electrochimiquement la combustion de 1'hydrogene et de 1'oxygene.
C'est le schema precedent, avec de Fair dans un compartiment et de
I'hydrogene (ou de 1'oxyde de carbone, du methane ou du methanol)
dans 1'autre, represente sur la figure 13.5. Les processus sont les
suivants :
electrode reductrice
electrode oxydante
(anode)
(cathode)
reaction globale
H i n
2
-
2 + U
CO + O
2
CH 4 + 4
2H 2 O +
-> H 2 O + 2 e- -> CO 2 + 2 eo
2 -^co 2 +
6e0 2 + 2 e- -» O
2
-
O 2 + 2 e- -» O
2
-
O 2 + 2 e- -> O
2
-
H 2 + 1/2 O 2 H
CO + 1/2 O 2
CH 4 + 2 O 2 -
+ 2H 2 O
>H 2 O
^C0 2
>CO 2
L'objectif, dans les prochaines annees, est de realiser des piles dans
lesquelles on pourra bruler des hydrocarbures, du methanol ou de
1'ethanol. Actuellement, seul I'hydrogene est utilise car il n'empoisonne
pas les electrodes.
Des resultats precedents, on peut deduire la methode pour exprimer
la fern d'une pile :
- on e"crit les equilibres virtuels aux interfaces electrolyte solMeelectrode, sous forme d*6|falit^ entre potentiels chimiques et dlectrochimiques;
- on exprime le potential electrochimique des Electrons a chaque
interface en fonction des autres potentiels, que Fbn pdrte dans
Texpression de E ;
- la variation d'enthalpie libre AG de la reaction globale et la fern
de la pile sont reliees par :
AG = n FE
ou n est le nombre d'electrons impliques dans la reaction.