Table des matières
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 : combustionplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcombustion
Fait de brûler en libérant de l’énergie sous forme de chaleur (réaction exothermique)., dihydrogèneplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigdihydrogène
Corps simple, formé de l’association de deux atomes d’hydrogène (H), gazeux dans les conditions de température et de pression régnant sur Terre., dioxygèneplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigdioxygène
Corps simple, formé de l’association de deux atomes d’oxygène (O), gazeux dans les conditions de température et de pression régnant sur Terre., 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 : artificialisation des milieuxplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigartificialisation des milieux
Phénomène par lequel des espaces naturels ou cultivés, sont remplacés par des zones aménagées (habitat, industries, commerces, équipements sportifs ou de loisirs, routes et parkings)., électronplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigélectron
Particule élémentaire, porteuse d’une charge électrique négative, gravitant autour du noyau des atomes., hydrogène décarbonéplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bighydrogène décarboné
Dihydrogène utilisé comme vecteur d’une énergie sans émissions de dioxyde de carbone (CO2), produit au moyen d’une réaction chimique à partir d’une ressource énergétique primaire., ionplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigion
Atome, molécule, ayant cédé ou acquis un ou plusieurs électrons., métropoleplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigmétropole
Ville principale d’une région ou d’un pays, mais aussi partie de l’État où elle se situe, par opposition aux territoires d’outre-mer (pour la France)., réchauffement atmosphériqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigréchauffement atmosphérique [alias]
Voir : réchauffement planétaire., zéro artificialisation netteplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigZéro artificialisation nette
En France, ensemble de règles de la politique d’aménagement du territoire, selon lesquelles toute nouvelle opération d’artificialisation devra être compensée par une action contraire, dite de renaturation. .
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 : atmosphèreplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigatmosphère
Enveloppe gazeuse qui entoure la Terre, mais également plusieurs corps célestes., bactérieplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigbactérie
Microorganisme unicellulaire (de 1 à quelques micromètres) ne possédant pas de noyau véritable (procaryote), ni d’autres organites., enzymeplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigenzyme
Catalyseur biologique de nature protéique, produit par les cellules de tout organisme, accélérant les réactions biochimiques du métabolisme., lyseplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_biglyse
Action physicochimique de certains agents (physiques, chimiques ou biologiques), conduisant à la fragmentation de grosses molécules en molécules plus petites., protonplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigproton
Nom donné à l’ion hydrogène (H+) en solution aqueuse, résultant de la perte de son électron unique par l’atome d’hydrogène..
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 : chaîne respiratoireplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigchaîne respiratoire
Ensemble des molécules localisées dans la membrane interne des mitochondries, participant au transport d’électrons riches en énergie jusqu’au dioxygène, qui s’unit à des protons en formant de l’eau., chloroplasteplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigchloroplaste
Organite des cellules chlorophylliennes, siège de la photosynthèse., photolyseplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigphotolyse
Décomposition chimique sous l’effet de la lumière., photosynthèseplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigphotosynthèse
Fonction de tous les organismes chlorophylliens assurant la synthèse des glucides, à partir d’eau et de dioxyde de carbone (CO2), avec la lumière pour source d’énergie., photosystèmeplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigphotosystème
Complexe moléculaire intervenant dans la photosynthèse, se trouvant dans les membranes des compartiments internes des chloroplastes (thylakoïdes) et celles de certaines bactéries..
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.