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Séance de cours

Piles, piles à combustible et électrolyse : Pertes

Dans cours

ME-409: Energy conversion and renewable energy

This course presents an overview of (i) the current energy system and uses (ii) the main principles of conventional and renewable energy technologies and (iii) the most important parameters that define their efficiency, costs and environmental impacts. ...

Description

Cette séance de cours couvre les pertes dans les batteries, les piles à combustible et l'électrolyse, y compris les pertes par conduction électrique, les pertes cinétiques des électrodes et le calcul de la puissance électrique utile d'une pile à combustible. Il traite également de l'efficacité électrique des piles à combustible et fournit un exemple de comparaison des piles à combustible à hydrogène et au méthane avec de l'air à différentes températures.

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Enseignant·e·s (2)

François Maréchal

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Tuong-Van Nguyen

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Proximité ontologique

Génie énergétique

Combustible: Filière hydrogène

Concepts associés (18)

Pile à combustible

Une pile à combustible est un générateur électrochimique produisant une tension électrique grâce à l'oxydation sur une électrode d'un combustible réducteur (par exemple le dihydrogène) couplée à la réduction sur l'autre électrode d'un oxydant, tel que l'oxygène de l'air. Elle est distincte de la pile électrique, qui fonctionne également par réaction d'oxydoréduction, mais qui est constituée d'empilements de métaux. vignette|Pile à combustible de la NASA au méthanol.

Pile à combustible alcaline

Les piles à combustible alcalines (ou AFC selon l'acronyme de l'appellation anglaise alkaline fuel cell) sont une des techniques de piles à combustible les plus développées. C'est aussi une technique qui fut employée lors des expéditions lunaires. Les agences spatiales ont utilisé les AFC dès le milieu des années 1960, lors des programmes Gemini, Apollo, Soyouz 7K-L3 et pour les navettes spatiales Shuttle et Bourane. Les AFC consomment de l'hydrogène et de l'oxygène pur en produisant de l'eau potable, de la chaleur et de l'électricité.

Véhicule à pile à combustible

Un véhicule à pile à combustible (VPC) ou véhicule électrique à pile à combustible est un véhicule électrique qui utilise une pile à combustible, parfois en combinaison avec une petite batterie ou un supercondensateur, pour alimenter son moteur électrique embarqué. Les piles à combustible sont alimentées par un carburant qui peut être en particulier l'hydrogène, le méthanol, l'éthanol ou l'acide formique. Ces véhicules ont un bilan carbone faible par rapport aux véhicules à moteur à combustion interne, en particulier suivant le mode de production du carburant alimentant la pile.

Pile à combustible à oxyde solide

Les piles à combustibles à oxydes solides (ou SOFC selon l'acronyme anglais de Solid oxide fuel cells) sont prévues essentiellement pour les applications stationnaires avec une puissance de sortie allant de 1 kW à 2 MW. Elles fonctionnent à très hautes températures, typiquement entre et (723 et 1273 K). Leurs rejets gazeux peuvent être utilisés pour alimenter une turbine à gaz secondaire afin d'accroître le rendement électrique.

Pile à bactéries

Une pile microbienne (ou biopile ou pile à bactéries) est une pile basée sur le principe des piles à combustible: la cathode est alimentée en oxygène (en général par l'air) et l'anode est constituée d'une électrode placée au sein d'une chambre contenant un biofilm de bactéries et de quoi les nourrir. Elles sont également désignées par l'acronyme MFC provenant de la dénomination anglo-saxonne : microbial fuel cell (littéralement : Pile à combustible microbienne).

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