Principe de fonctionnement
La pile à combustible fonctionne sur le monde inverse de l’électrolyse de l’eau. Ici, on supprime la source de tension, on alimente en hydrogène et oxygène et on constate l’apparition d’une tension électrique entre les deux électrodes: le dispositif est devenu un générateur électrique qui fonctionnera aussi longtemps qu’il sera alimenté. Pour cela elle est constituée de deux électrodes (anode et cathode) séparées par un électrolyte, matériau qui bloque le passage des électrons mais laisse circuler les ions (voir le shéma).
Le combustible à base d’hydrogène H2 est amené sur l’anode. H2 va se transformer en ions H+ et libérer des électrons qui sont captés par l’anode. Les ions H+ arrivent sur la cathode où ils se combinent aux ions O2 constitués à partir de l’oxygène de l’air, pour former de l’eau. C’est le transfert des ions H+ et des électrons vers la cathode qui va produire un courant électrique continu à partir de l’hydrogène.
Cependant cette tension ne dépasse pas 0,7 V par cellule; il faut donc utiliser un grand nombre de cellules en série pour obtenir la tension requise. Le courant électrique produit par la pile est continu; il est donc souvent nécessaire de placer en aval de la pile un onduleur permettant la transformation du courant continu en un courant alternatif, notamment lorsque l’installation est utilisée pour fournir du courant domestique.
La réaction est déclanchée à l’aide d’un catalyseur. Il s’agit en général d’une fine couche de platine disposée sur les électrodes (anode et cathode).
Un des points critique, relatif à la construction de la pile, est de pouvoir contrôler de manière optimale l’approvisionnement et l’évacuation des composés alimentant chaque cellule (généralement de l’hydrogène et de l’air), ou devant être évacués (généralement de l’eau).
4. Trouvez dans la grille ci-dessous 8 mots utilisés dans le texte (horizontalement, verticalement).
| E | E | L | I | P | U | R |
| D | B | E | V | L | A | L |
| O | G | D | E | A | I | R |
| H | M | O | W | T | I | Q |
| T | E | N | S | I | O | N |
| A | A | A | P | N | N | J |
| C | U | T | J | E | C | V |
5. Complétez les mentions manquantes et traduisez les phrases.
1. Une pile à combustible est un g_________ permettant de transformer directement l’énergie chimique d’un combustible en é________ .
2. La pile à combustible fonctionne sur le monde inverse de l’é_________ .
3. Le dispositif est devenu un g_________ qui fonctionnera aussi longtemps qu’il s________.
4. Une tension électrique est constituée de deux é_________ (anode et cathode) séparées par un é________.
5. L’é_______ c’est un matériau qui bloque le passage des é_______ mais laisse circuler les i_______.
6. Les ions H+ arrivent sur la c_______ où ils se combinent aux i______ O2 constitués à partir de l’oxygène de l’air, pour former de l’e______.
7. Un des points critique, relatif à la construction de la pile, est de pouvoir contrôler de manière optimale l’a_________ et l’é________ des composés alimentant chaque cellule.