Les matériaux pour les énergies : exemples des batteries et des piles à combustible

Trouver des alternatives fiables, efficaces et sûres aux énergies dites ‘carbones’ est, de nos jours, un enjeu majeur. Ces énergies appelées ‘renouvelables’ s’inscrivent dans une démarche à la fois écologique et économique. Cependant des systèmes sont nécessaires à la fois à la production et au stockage de l’énergie. Ces systèmes sont plus communément appelés ‘batteries’. Sur cet atelier, différents systèmes électrochimiques sont présentés dans le domaine des batteries (pile Volta (1ère génération) ou encore microbatteries (dernière génération)) et des piles à combustible.
Découvertes au début du XIXème siècle, les piles à combustible constituent un des systèmes les plus intéressants pour la transformation de l'énergie chimique en énergie électrique. Son principe est l'utilisation d'un combustible (par exemple l'hydrogène) et d'un comburant (par exemple l'oxygène) pour produire de l'électricité. L’énergie disponible correspond à l’énergie dégagée par la réaction : 2 H2 + O2 -> 2 H2O.
Le montage de démonstration permet de produire de l’énergie électrique à partir des réactions électrochimiques d’oxydation du dihydrogène et de réduction du dioxygène. Ces deux gaz sont eux-mêmes obtenus par électrolyse de l’eau à l’aide d’un courant généré par des cellules photovoltaïques.
Vidéo permettant de mieux comprendre les mécanismes électrochimiques et présentant les différents prototypes de piles à combustible stationnaires ou embarquées.