[Comment ça marche ?] L’électrolyseur et la pile à combustible

Summary

L'hydrogène pur (dihydrogène) peut être obtenu par électrolyse de l'eau, un processus qui utilise l'électricité pour séparer les molécules d'eau en hydrogène et oxygène. L'électrolyse se déroule dans un électrolyseur composé de cellules avec une membrane et des électrodes, où l'anode libère de l'oxygène et la cathode produit de l'hydrogène. Ce dihydrogène peut être utilisé dans des piles à combustible, comme les PEMFC, qui convertissent l'énergie chimique en énergie électrique. Ce processus permet de générer de l'électricité à partir de l'hydrogène, offrant une alternative énergétique propre.

Takeaways

• 😀 L'hydrogène n'existe pas à l'état pur sur Terre, il est toujours combiné à d'autres éléments comme le carbone, l'oxygène et l'azote.
• 😀 On peut obtenir de l'hydrogène pur, ou dihydrogène, par électrolyse de l'eau.
• 😀 L'électrolyse de l'eau utilise un courant électrique pour décomposer la molécule d'eau (H2O) en hydrogène et oxygène.
• 😀 L'électrolyseur est un appareil qui facilite cette décomposition, constitué de plusieurs cellules avec une membrane, des électrodes et des plaques bipolaires.
• 😀 L'anode, reliée au pôle positif, provoque l'oxydation et libère des atomes d'oxygène, des protons et des électrons.
• 😀 La membrane joue le rôle d'électrolyte, bloquant les électrons mais permettant aux protons de passer à la cathode.
• 😀 À la cathode, les protons récupèrent des électrons et forment du dihydrogène (H2).
• 😀 L'électrolyse de l'eau produit du dihydrogène à partir de l'eau, environ 100g de dihydrogène pour 1 litre d'eau.
• 😀 Le dihydrogène produit peut être utilisé dans une pile à combustible pour générer de l'électricité.
• 😀 Dans une pile à combustible, le dihydrogène est décomposé pour libérer des électrons (oxydation), créant ainsi un courant électrique, tandis que les protons traversent la membrane et se recombinent avec de l'oxygène pour former de l'eau.

Q & A

Pourquoi l'hydrogène n'existe-t-il pas à l'état pur sur Terre ?

L'hydrogène sur Terre n'existe pas à l'état pur car il est toujours combiné à d'autres éléments, principalement le carbone, l'oxygène et l'azote.

Qu'est-ce que l'électrolyse de l'eau ?

L'électrolyse de l'eau est une méthode qui consiste à utiliser un courant électrique pour décomposer la molécule d'eau (H2O) en ses composants : l'hydrogène et l'oxygène.

Quelles sont les deux substances obtenues lors de l'électrolyse de l'eau ?

L'électrolyse de l'eau permet d'obtenir deux substances : du dihydrogène (H2) et du dioxygène (O2).

Qu'est-ce que la membrane dans l'électrolyseur bloque et laisse passer ?

La membrane dans l'électrolyseur bloque le passage des électrons mais laisse passer les protons, permettant leur déplacement vers la cathode.

Comment l'hydrogène est-il produit dans l'électrolyseur ?

L'hydrogène est produit à la cathode lorsque des protons récupèrent des électrons, formant ainsi des atomes d'hydrogène qui se combinent pour former du dihydrogène (H2).

Quel est le rôle de l'anode et de la cathode dans l'électrolyse ?

À l'anode, l'eau est oxydée pour libérer de l'oxygène et des électrons. À la cathode, les protons récupèrent des électrons pour former du dihydrogène.

Combien de dihydrogène peut-on obtenir avec un litre d'eau ?

Avec un litre d'eau, on peut obtenir environ 100 grammes de dihydrogène.

À quoi sert le dihydrogène une fois produit ?

Le dihydrogène est utilisé dans des piles à combustible pour produire de l'électricité en convertissant l'énergie chimique en énergie électrique.

Comment fonctionne une pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) ?

Dans une pile à combustible PEMFC, le dihydrogène est introduit à l'anode où il est oxydé pour libérer des électrons. Ces électrons créent du courant électrique, tandis que les protons traversent la membrane pour recombiner avec les électrons et l'oxygène à la cathode, formant de l'eau.

Quelle est la différence principale entre l'électrolyse de l'eau et une pile à combustible ?

L'électrolyse de l'eau produit de l'hydrogène en décomposant l'eau grâce à un courant électrique, tandis qu'une pile à combustible utilise l'hydrogène pour produire de l'électricité via une réaction électrochimique inverse.