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====== pile à hydrogène ====== ===== Définition ===== Système utilisant le dihydrogène (H₂) et le dioxygène (O₂) comme combustibles, permettant une réaction d'oxydo-réduction qui crée de l'électricité. **e. f.** **Voir :** [[glossaire:entrees:c:combustion|combustion]], [[glossaire:entrees:d:dihydrogene|dihydrogène]], [[glossaire:entrees:d:dioxygene|dioxygène]], [[glossaire:entrees:o:oxydo-reduction|oxydo-réduction]]. ===== Informations complémentaires ===== La pile à hydrogène est la pile à combustible la plus courante et c’est celle qui sera d’une grande importance dans la lutte contre le réchauffement atmosphérique lorsqu’il sera possible de l’alimenter en hydrogène décarboné. Elle fonctionne de façon inverse au principe de l'électrolyse de l’eau. Le système comporte deux électrodes : une anode oxydante et une cathode réductrice, séparées d’un électrolyte central par des catalyseurs. Au niveau de l'anode, la molécule d'hydrogène (H₂), au contact du catalyseur, se décompose et libère des électrons qui vont créer le courant électrique. La cathode reçoit de l’oxygène (apporté par l’air). À son niveau, ions (H⁺) et électrons se recombinent avec l’oxygène (O₂) qui est réduit, produisant de l’eau (H₂O) et de la chaleur. Tant qu’elle est approvisionnée en hydrogène, la pile fonctionne en continu. **Voir :** [[glossaire:entrees:a:artificialisation_des_milieux|artificialisation des milieux]], [[glossaire:entrees:e:electron|électron]], [[glossaire:entrees:h:hydrogene_decarbone|hydrogène décarboné]], [[glossaire:entrees:i:ion|ion]], [[glossaire:entrees:m:metropole|métropole]], [[glossaire:entrees:r:rechauffement_atmospherique|réchauffement atmosphérique]], [[glossaire:entrees:z:zero_artificialisation_nette|zéro artificialisation nette]]. ==== Piles à hydrogène sans combustion ==== La découverte récente d’une enzyme bactérienne permet d’envisager la production d’électricité à partir de la molécule d’hydrogène (H₂), non pas grâce à la combustion mais par sa décomposition en protons et électrons. Les électrons produits lors de la lyse alimentent un circuit électrique. Les premiers résultats montrent que le système permet d’utiliser l’hydrogène présent l’atmosphère, c’est-à-dire à une très faible teneur. Le procédé n’en est qu’au tout début de son développement et doit encore prouver son efficacité, mais il est possible de rêver ! Comme toutes les enzymes, celle-ci n’est pas consommée au cours de la réaction de lyse ; elle ne s’épuise donc pas. Le système expérimental actuel n’a généré que très peu d’électricité, mais l’équipe de chercheurs estime que le système permet d’envisager l’alimentation de petits appareils électroniques (à court terme), de véhicules électriques (à long terme). **Voir :** [[glossaire:entrees:a:atmosphere|atmosphère]], [[glossaire:entrees:b:bacterie|bactérie]], [[glossaire:entrees:e:enzyme|enzyme]], [[glossaire:entrees:l:lyse|lyse]], [[glossaire:entrees:p:proton|proton]]. ===== Réflexion pédagogique ===== Il est intéressant de faire un parallèle entre l’enzyme bactérienne utilisée pour la production d’électricité, comme nous l’indiquons ci-dessus, et le système enzymatique en œuvre dans la photolyse de l’eau, au cours de la photosynthèse. Dans les deux cas, la bactérie et le chloroplaste, respectivement, la lyse de la molécule d’hydrogène (H₂) et la molécule d’eau (H₂O), des protons (H⁺) et des électrons sont produits ; les électrons, dans les deux cas, sont injectés dans une chaîne de transport d’électron membranaire, comme celle qui existe dans les photosystèmes, ou les chaînes respiratoires. Il est clair que l’on constate ici, sur le plan pédagogique, la nécessité d’une collaboration entre disciplines. **Voir :** [[glossaire:entrees:c:chaine_respiratoire|chaîne respiratoire]], [[glossaire:entrees:c:chloroplaste|chloroplaste]], [[glossaire:entrees:p:photolyse|photolyse]], [[glossaire:entrees:p:photosynthese|photosynthèse]], [[glossaire:entrees:p:photosysteme|photosystème]]. ===== Remarque linguistique et/ou historique ===== Le principe de fonctionnement de la pile à combustible est découvert en 1839. Aujourd’hui, il est utilisé pour produire de l'électricité dans plusieurs domaines industriels.