Séance de cours

Économie de l'hydrogène : piles à combustible et électrochimie

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Dans cours

CH-421: Catalysis for energy storage

This course covers the fundamental and applied aspects of electrocatalysis related to renewable energy conversion and storage. The focus is on catalysis for hydrogen evolution, oxygen evolution, and CO2 reduction reactions. Both homogeneous and heterogeneo ...

Description

Cette séance de cours couvre les principes fondamentaux des piles à combustible, y compris leur histoire, leurs types et leur fonctionnement. Il se penche sur les processus électrochimiques impliqués dans l'économie de l'hydrogène, tels que le fractionnement de l'eau et la réduction du CO2. L'importance de l'électrocatalyse dans l'amélioration de l'efficacité énergétique et les défis liés au remplacement du platine en tant que catalyseur sont discutés. La séance de cours explore également la relation courant-potentiel en électrochimie et le concept de surpotentiel. Dans l'ensemble, il fournit un aperçu complet du rôle des piles à combustible et de l'électrochimie dans l'économie émergente de l'hydrogène.

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Enseignant·e

Xile Hu

Xile Hu was born in 1978 in Putian, southeastern China. He entered the Peking University in Beijing in 1996. Besides learning too little chemistry, his biggest regret in the college was not able to correct his southern accent in Mandarin. After graduated from PKU, he went to the United States and began his doctoral studies at the University of California, San Diego. In December 2004, he finished with a Ph.D. in chemistry and some fond memories of the beautiful city of San Diego. He then moved to the Los Angeles area and become a postdoctoral scholar at the California Institute of Technology. There he enjoyed numerous stimulating scientific (and other) discussions with friends and colleagues. He also made plenty of friends outside the campus and was a frequent in many local Chinese restaurants. In 2007, after two pleasant visits to Switzerland, he decided to move across the continent one more time and join the faculty of the École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL). He now directs the Laboratory of Inorganic Synthesis and Catalysis and is interested in developing chemistry for synthesis, energy and sustainability.

Source officielle

Proximité ontologique

Génie énergétique

Combustible: Filière hydrogène

Chimie

Chimie physique: Électrochimie

Concepts associés (32)

Électrochimie

L’électrochimie est la discipline scientifique qui s’intéresse aux relations entre la chimie et l’électricité. Elle décrit les phénomènes chimiques couplés à des échanges réciproques d’énergie électrique. L'électrochimie comprend toutes technologies et techniques issues de ses travaux scientifiques, comme les travaux concernant l'électrolyse, la corrosion, les piles, les piles à combustibles, les accumulateurs, et l'électrodéposition.

Économie hydrogène

Léconomie hydrogène ou économie de l'hydrogène est le modèle économique dans lequel le dihydrogène (de formule chimique ) servirait de vecteur d'énergie commun pour mutualiser les différents types de production d’énergie et pallier le problème de l’intermittence des énergies renouvelables. Ce principe est envisagé pour la première fois par Jules Verne en 1874, puis de façon plus détaillée par John Burdon Sanderson Haldane en 1923, et l'Allemagne nazie l'utilise pour produire des combustibles synthétiques à partir du charbon.

Technologie de l'hydrogène

Les technologies de l'hydrogène sont les technologies de production, de transport et distribution, de stockage et d'utilisation du dihydrogène. Ce vecteur énergétique a une place centrale dans la perspective d'une économie hydrogène. La liste des technologies fondées sur l'utilisation du dihydrogène est donnée ci-dessous.

Cellule électrochimique

vignette| Une configuration de cellule électrochimique de démonstration ressemblant à la cellule Daniell. Les deux demi-cellules sont reliées par un pont salin portant des ions entre elles. Les électrons circulent dans le circuit externe. Une cellule électrochimique est un appareil capable de générer de l'énergie électrique à partir de réactions chimiques ou d'utiliser de l'énergie électrique pour provoquer des réactions chimiques.

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.

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Explore la thermodynamique électrochimique, le rendement, les potentiels et leurs applications pratiques dans les piles à combustible et les conditions non standard.

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Couvre les principes fondamentaux de l'électrochimie, en se concentrant sur le potentiel cellulaire, la production de courant et la relation entre la conversion du courant et des réactifs.

Électrolyseurs et piles à combustible

Explore la synthèse des nanoparticules pour les applications énergétiques, en mettant l'accent sur les électrolyseurs et les piles à combustible.

Dispositifs de conversion de l'énergie solaire

Explore les dispositifs de conversion de l'énergie solaire, l'électrochimie, les calculs d'efficacité et les modes de transfert de masse dans les systèmes d'énergie solaire.

Fondements de l'électrochimie

Déplacez-vous dans les cellules de concentration, les produits de solubilité, les potentiels de demi-cellules et les applications électrochimiques pratiques, y compris l'électrolyse et la prévention de la corrosion.

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Économie hydrogène

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Cellule électrochimique

Pile à combustible alcaline

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