Cellule galvaniqueA galvanic cell or voltaic cell, named after the scientists Luigi Galvani and Alessandro Volta, respectively, is an electrochemical cell in which an electric current is generated from spontaneous Oxidation-Reduction reactions. A common apparatus generally consists of two different metals, each immersed in separate beakers containing their respective metal ions in solution that are connected by a salt bridge or separated by a porous membrane. Volta was the inventor of the voltaic pile, the first electrical battery.
Équation de NernstEn électrochimie, l'équation de Nernst donne la tension d'équilibre (E) de l'électrode par rapport au potentiel standard (E) du couple redox mis en jeu. Elle n'a de sens que si un seul couple redox est présent en solution (l'équation de Nernst ne s'applique donc pas aux potentiels mixtes) et que si les deux espèces de ce couple sont présentes. Soit la demi-réaction redox suivante toujours présentée dans le sens de la réduction.
Standard electrode potentialIn electrochemistry, standard electrode potential , or , is a measure of the reducing power of any element or compound. The IUPAC "Gold Book" defines it as: "the value of the standard emf (electromotive force) of a cell in which molecular hydrogen under standard pressure is oxidized to solvated protons at the left-hand electrode". The basis for an electrochemical cell, such as the galvanic cell, is always a redox reaction which can be broken down into two half-reactions: oxidation at anode (loss of electron) and reduction at cathode (gain of electron).
Half-cellIn electrochemistry, a half-cell is a structure that contains a conductive electrode and a surrounding conductive electrolyte separated by a naturally occurring Helmholtz double layer. Chemical reactions within this layer momentarily pump electric charges between the electrode and the electrolyte, resulting in a potential difference between the electrode and the electrolyte. The typical anode reaction involves a metal atom in the electrode being dissolved and transported as a positive ion across the double layer, causing the electrolyte to acquire a net positive charge while the electrode acquires a net negative charge.
Cellule électrochimiquevignette| 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.
Potentiel d'oxydoréductionLe potentiel d'oxydoréduction, ou potentiel redox, est une grandeur empirique exprimée en volts et généralement notée (ou, pour le potentiel redox standard, E(M/M) où M désigne un métal quelconque). Ce potentiel est exprimé par rapport à une référence, souvent mesurée par une électrode normale à hydrogène (ENH, d'où l'unité V/ENH rencontrée dans certains ouvrages). Cette mesure est appliquée aux couples d'oxydoréduction pour prévoir la réactivité des espèces chimiques entre elles.
ÉlectrochimieL’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.
Potentiel d'électrodeLe potentiel d'électrode , en électrochimie, est la force électromotrice d'une cellule galvanique construite à partir d'une électrode de référence standard et d'une autre électrode à définir. Par convention, l'électrode de référence est l'électrode standard à hydrogène (SHE) définie comme ayant un potentiel de zéro volt. Le potentiel d'électrode peut également être défini comme la différence de potentiel entre les électrodes métalliques chargées et la solution saline.
Demi-réactionUne demi-réaction est la composante de réaction soit d'oxydation soit de réduction d'une réaction redox. Une demi-réaction est obtenue en considérant le changement des états d'oxydation des substances individuelles impliquées dans la réaction redox. Souvent, le concept de demi-réactions est utilisé pour décrire ce qui se produit dans une cellule électrochimique, telle qu'une batterie de cellule galvanique. Des demi-réactions peuvent être écrites pour décrire à la fois le métal subissant une oxydation (connu sous le nom d'« anode ») et le métal subissant une réduction (connu sous le nom de « cathode »).
CorrosionLa corrosion désigne l'altération d'un matériau par réaction chimique avec un oxydant (le dioxygène et le cation H+ en majorité). Il faut en exclure les effets purement mécaniques (cela ne concerne pas, par exemple, la rupture sous l'effet de chocs), mais la corrosion peut se combiner avec les effets mécaniques et donner de la corrosion sous contrainte et de la fatigue-corrosion ; de même, elle intervient dans certaines formes d'usure des surfaces dont les causes sont à la fois physicochimiques et mécaniques.
Pile à combustibleUne 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 DaniellLa pile Daniell est un dispositif électrochimique réalisant la conversion d'énergie chimique en énergie électrique par le biais d'une réaction d'oxydo-réduction. Le principe de fonctionnement de cette pile a été démontré par Edmond Becquerel et a été perfectionnée par le chimiste britannique John Daniell en 1836, au moment où le développement du télégraphe faisait apparaître un besoin urgent de sources de courant sûres et constantes.
Corrosion engineeringCorrosion engineering is an engineering specialty that applies scientific, technical, engineering skills, and knowledge of natural laws and physical resources to design and implement materials, structures, devices, systems, and procedures to manage corrosion. From a holistic perspective, corrosion is the phenomenon of metals returning to the state they are found in nature. The driving force that causes metals to corrode is a consequence of their temporary existence in metallic form.
Concentration cellIn battery technology, a concentration cell is a limited form of a galvanic cell that has two equivalent half-cells of the same composition differing only in concentrations. One can calculate the potential developed by such a cell using the Nernst equation. A concentration cell produces a small voltage as it attempts to reach chemical equilibrium, which occurs when the concentration of reactant in both half-cells are equal.
Inhibiteur de corrosionUn inhibiteur de corrosion est un produit (additif, catalyseur), un système ou un objet ( anode) destiné à réduire l'exposition d'un contenant, d'une coque ou d'un objet à la corrosion. Cette dernière peut provenir du contact du matériau avec un gaz, un liquide ou un matériau visqueux ou granulaire. Elle peut aussi être due à des différences de potentiel électrochimique, dans ce cas on peut aussi chercher à réduire les espèces électroréactives présentes dans le fluide (oxygène dissous le plus souvent) ou son grain, etc.
Diagramme de PourbaixUn diagramme de Pourbaix, ou diagramme potentiel-pH (ou E-pH), indique sur un plan E/pH les domaines d'existence ou de prédominance des différentes formes (ions, complexe, précipité, métal) d'un élément chimique. Ces diagrammes reposent essentiellement sur l'équation de Nernst et permettent de comprendre comment les propriétés d'oxydoréduction d'un couple peuvent être modifiées par un changement d'acidité du milieu. Ils peuvent faire apparaître le domaine de stabilité de l'eau.
Loi de TafelLa loi de Tafel en électrochimie relie la surtension entre les électrodes à la densité de courant. L'équation de Tafel fut tout d'abord une loi empirique, déterminée expérimentalement, et qui a fait l'objet, plus tardivement, d'une mise en contexte théorique. Cette loi doit son nom au chimiste suisse Julius Tafel (1862-1918). Elle s'applique à diverses applications de l'électrochimie : pile à combustible, électrolyseur ou galvanoplastie.
ÉlectrolyseL'électrolyse est une méthode qui permet de réaliser des réactions chimiques grâce à une activation électrique. C'est le processus de conversion de l'énergie électrique en énergie chimique. Elle permet par ailleurs, dans l'industrie chimique, la séparation d'éléments ou la synthèse de composés chimiques. Elle intervient aussi dans la classification des corps purs. L'électrolyse est utilisée dans divers procédés industriels, tels que la production de dihydrogène par électrolyse de l'eau, la production d'aluminium ou de chlore, ou encore pour le placage d'objets par galvanoplastie.
Pile à combustible alcalineLes 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 combustibleUn 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.
