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La pile à combustible et la réaction H2 + O2

Alors qu’une pile classique transforme directement de l’énergie chimique en énergie électrique avec un fonctionnement discontinu, la pile à combustible vise à transformer de l’énergie chimique en énergie électrique, mais de façon continue et avec des combustibles de moindre coût, citons la pile à combustible hydrazine-oxygène, au méthanol... etc…

La réaction de fonctionnement d'une pile à hydrogène  se résume  à :  2 H2 (g) + O2 (g) = 2 H2O (l)
Le principe de la pile à combustible remonte à la première moitié du XIXe siècle. Toutefois la difficulté de sa mise en œuvre d’un point de vue technologique a considérablement retardé sa diffusion.

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Les premières piles à combutible ont été développées pour alimenter les capsules Gémini dont le premier vol non habité eut lieu le 8 avril 1964 et le premier vol habité le 23 mars 1965.

Depuis, l’industrie aéronautique et l’industrie spatiale restent les principales utilisatrics de ce type de générateur.

Ci-contre : pile à combustible embarquée dans les missions Gemini de la NASA, de 1962 à 1966. Ce module, fabriqué par General Electric pouvait fournir une puissance de 1 kW.
(d'après le site
http://www.clubpac.net, consacré aux piles à combustible)

Les activités expérimentales présentées ici sont réalisables en Classe de Terminale S et concernent la partie " Le sens "spontané d'évolution d'un système est-il prévisible ? ; Le sens d'évolution d'un système chimique peut-il être inversé ? " du programme de chimie.

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Ci-contre : pile à hydrogène démontable, pour l'enseignement (Photo : jean Cassanet)

Auteurs : Florence Tavernier, professeur de Physique-Chimie, Lycée La Hotoie, 80000, AMIENS
Florent Bizet, professeur de Physique-Chimie, Lycée Fulbert, 28000, CHARTRES