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Séance de cours

Batteries, piles à combustible et électrolyse: électrolyse

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 traite des défis du stockage de l'électricité en raison des variations saisonnières de la demande, soulignant la nécessité de solutions de stockage à long terme comme « Power-to-Gas » par électrolyse. Il couvre également la thermodynamique de l'électrolyse, les différentes technologies d'électrolyse et le concept de Power-to-Gas pour une production durable de carburant.

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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

Science de l'environnement

Environmental policy: Topics in environmental policy

Concepts associés (32)

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.

Électrolyse de l'eau

L'électrolyse de l'eau est un procédé électrolytique qui décompose l'eau (HO) en dioxygène et dihydrogène gazeux grâce à un courant électrique. La cellule électrolytique est constituée de deux électrodes immergées dans un électrolyte (ici l'eau elle-même) et connectées aux pôles opposés de la source de courant continu. vignette|Schéma du voltamètre d'Hoffmann utilisé pour l'électrolyse de l'eau. vignette|Schéma fonctionnel de l’électrolyse.

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.

Conversion d'électricité en gaz

La conversion d'électricité en gaz (, P2G ou PtG) est un procédé de transformation de l’énergie électrique en énergie chimique. La principale application de ce procédé est la valorisation de l'électricité excédentaire (quand la production dépasse la demande ou les capacités de flexibilité du système électrique) sous une forme stockable à moyen et long terme. La conversion repose sur l'électrolyse d'eau par de l'électricité pour produire du dihydrogène, ou sur la réaction de méthanation pour produire du méthane (parfois dit Hithane) via la réaction de Sabatier avec le dioxyde de carbone.

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Séances de cours associées (40)

Thermodynamique électrochimique : efficacité et potentiels

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

Transition énergétique en Suisse : production d’électricité MOOC: SES Swiss-Energyscope

Explore la production d'électricité et de chaleur en Suisse, couvrant diverses méthodes de conversion d'énergie, les piles à combustible et les comparaisons d'efficacité.

Piles à combustible: principes de travail

Explore les principes de fonctionnement des piles à combustible, couvrant les réactions chimiques, les surfaces d'électrodes, les matériaux, la thermodynamique, la cinétique et l'efficacité.

Les défis du stockage électrochimique et de l'hydrogène

Explore l'évolution des technologies de stockage électrochimique et les défis dans le captage du CO2 et la production d'hydrogène vert.

Réactions électrochimiques

Explore les réactions électrochimiques, y compris l'électrolyse du NaCl, les réactions anodique et cathodique, les taux de production et l'efficacité actuelle.

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