Pile à combustible (PAC) : Dispositif où la fabrication de l'électricité se fait grâce à l'oxydation d'un combustible réducteur (ex : dihydrogène) couplée à la réduction d’un oxydant (ex : dioxygène) sur deux électrodes séparées par un électrolyte. La réaction d'oxydoréduction modélise ce processus. La PAC repose sur un principe ancien, mis en évidence par Sir William Grove (1839), qui a construit la première cellule électrochimique utilisant de l’hydrogène comme carburant.
Réactions chimiques modélisant le fonctionnement d'une PAC : La réaction globale implique l’oxydation du dihydrogène en ions H+ et électrons à l’anode, et la réduction du dioxygène en eau à la cathode. La réaction d'oxydoréduction est simplifiée par la réaction entre H+ et O2 pour former H2O, produisant de la chaleur et de l’eau.
Conversion directe de l'énergie chimique en énergie électrique : La PAC transforme directement l’énergie chimique du dihydrogène en courant électrique via des réactions d’oxydoréduction, sans étape intermédiaire de combustion ou de conversion thermique.
1. Comment la réaction d'oxydoréduction dans une pile à combustible peut-elle être utilisée pour faire avancer un véhicule ?
2. Qu'est-ce qu'une réaction d'oxydoréduction dans le contexte d'une pile à combustible ?
3. Quel composant de la pile à combustible permet le passage des ions tout en séparant les gaz à l’intérieur de la dispositif ?
Pile à combustible — définition ?
Dispositif convertissant chimie en électricité par oxydoréduction.
Réaction d'oxydoréduction — rôle ?
Transfert d’électrons entre deux espèces chimiques.
Structure de la PAC — composants ?
Deux électrodes séparées par un électrolyte.
Couples redox en PAC — principaux ?
H+/H2 et O2/H2O.
Réaction à l'anode — dihydrogène ?
Oxydation du H₂ en H+ et électrons.
Réaction à la cathode — dioxygène ?
Réduction du O₂ en eau.
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