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stocker l'énergie à l'aide d'un système électrochimique
06/09/2022
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A.Le principe d'une pile a.Généralités Métal 1 Pont salin ក U Solution de M₁ M₂ ni- Solution de n1+ (M₂+......) b.Mesure Physique stocker l'énergie à l'aide d'un système électrochimique Cuivre Cu Cu 2+ nl+ n2+ (M₂^²+,.....) • D'une manière générale, une pile est constituée de deux métaux plongés dans une solution contenant l'ion correspondant et reliés par un pont salin. • On schématise une pile de la façon suivante : (-) M₁/M,¹+ || Borne négative: Pont salin anode Solution de sulfate de cuivre (Cu²+,SO²) Métal 2 V Pont salin K*CI M₂ Zinc Zn n2+ M₂ M₂n²+ / M₂ (+) Borne positive: cathode 2+ Zn Schéma d'une pile Solution de sulfate de zinc (Zn²+, SO₂²) Pile cuivre-zinc • Soit une pile constituée d'une lame de cuivre et d'une lame de zinc. • En branchant un voltmètre en position « continu » sur les lames de métal, on constate que l'anode est la lame de zinc et la cathode la lame de cuivre. On mesure une tension de 0,74 V. ● La schématisation de cette pile est donc : Zn/Zn2+ || Cu2+/Cu. B.La réaction d'oxydoréduction • Les couples oxydant-réducteur qui interviennent sont : Zn2+/Zn et Cu2+/Cu. ● À la cathode (borne positive), les ions Cu2+ de la solution captent les électrons et du cuivre se dépose sur la lame : Cu2+ + 2 e− = Cu. Cette réaction est la réduction. ● À l'anode (borne négative), les électrons sont cédés par le zinc, la lame est consumée : Zn = Zn2+ + 2 e-. Cette réaction est l'oxydation. L'équation bilan s'écrit: Cu2+ + Zn → Cu + Zn2+. •...
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Légende alternative :
Au fil du temps, la lame de cuivre s'épaissit, tandis que la lame de zinc s'affine. ● C.Le stockage de l'énergie • Il est nécessaire de transformer l'énergie électrique sous forme électrochimique pour la stocker dans des accumulateurs. Les caractéristiques d'une « batterie » (assemblage d'éléments identiques) sont : ● • la tension, ou différence de potentiel (ddp), aux bornes de la batterie, en volt (V); • la capacité, notée Q, qui est la quantité de charges électriques que la batterie peut stocker. Elle se calcule avec la formule : Q = 1 ×t, avec I l'intensité du courant de charge et t le temps de charge. Si t est en seconde, Q est en coulomb (C) et si t est en heure, Q est en ampère-heure (Ah), sachant que 1 Ah = 3 600 C; la densité énergétique, qui est la quantité d'énergie stockée par unité de masse (Wh/kg) ou de volume (Wh/L). ● ● ●