Exercices à imprimer pour la tleS – Energie – Eau – Terminale
Exercice 01 :
Comme les piles électriques classiques, les piles à combustibles fonctionnent grâce à une réaction entre un oxydant et un réducteur. La différence est que le réducteur est un combustible et l’oxydant un comburant, généralement le dioxygène. Un combustible particulièrement intéressant est le dihydrogène, car il ne contient pas de carbone.
L’énergie produite par une pile peut être calculée comme le produit de la tension entre ses bornes, en volts, et la quantité de charges électrique échangées au cours de la réaction, en coulombs.
La tension entre les bornes de la pile est la différence entre les potentiels électriques de chaque électrode. Chaque couple redox est caractérisé par un potentiel électrique dit standard, noté E0 : plus ce potentiel est important et plus l’oxydant du couple est puissant.
Dans une première approximation, on peut considérer que le potentiel d’une électrode est le potentiel standard du couple qui y est mis en jeu.
Données :
Couples redox : .
Le faraday correspond à la charge électrique d’une mole d’électrons.
Energie de combustion de l’essence : 47 MJ.kg-1.
Etablir l’équation de la réaction de fonctionnement de la pile à membrane échangeuse de protons.
Calculer la quantité de matière d’électrons échangés par 1 g de dihydrogène.
En déduire l’énergie libérée par 1 g de dihydrogène dans la pile à hydrogène.
Quels avantages présenterait la pile à hydrogène pour alimenter des moteurs de voiture ?
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Correction
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