Quelle propriété des réactions d'oxydoréduction permet aux piles de générer un courant électrique ?

Une pile à combustible est constituée d'une anode à dihydrogène gazeux \mathrm{H}_{2}(\mathrm{g}) et d'une cathode à dioxygène gazeux \mathrm{O}_{2}(\mathrm{g}). Entre les deux, un électrolyte permet le passage des ions de l'anode vers la cathode.

Lorsque le circuit est fermé, le dihydrogène \mathrm{H}_{2}(\mathrm{g}) présent sur l'anode est transformé en ions hydrogène \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq}) qui circulent dans l'électrolyte jusqu'à la cathode. Là, ils réagissent avec le dioxygène \mathrm{O}_{2}(\mathrm{g}) pour former de l'eau \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}). Les électrons ainsi libérés par le dihydrogène alimentent le circuit électrique pour être récupérés à la cathode par le dioxygène.

En 2009, la Venturi Buckeye Bullet 2 bat le record de vitesse FIA (Fédération internationale de l'automobile) pour un véhicule électrique alimenté par une pile à combustible : 488 km·h^-1. C'est le premier véhicule électrique à franchir la barre symbolique des 300 mph (plus de 480 km·h^-1).

Aujourd'hui, le record est détenu par la Venturi Buckeye Bullet 3 à une vitesse frôlant les 550 km·h^-1 avec une batterie lithium-ion.

Visionner

le premier record de vitesse réalisé par la Venturi Buckeye Bullet 2 !

Retrouvez une

animation

sur le fonctionnement d'une pile à combustible.

1. Doc. 1 Écrire les demi-équations des réactions qui se produisent au niveau des électrodes.

2. En déduire l'électrode où se produit une oxydation et celle où se produit une réduction.

3. Au sein du conducteur, de quelle électrode les électrons partent et arrivent-ils ?

4. En déduire le sens du courant. Quelle électrode est alors l'électrode positive ?

5. Pourquoi la lampe s'allume-t-elle ?

6. De quel type de courant électrique s'agit-il ?

7. Pourquoi une pile à combustible est considérée comme une pile propre ?

Que peut-on déduire de cette expérience quant à la possibilité chimique de créer du courant électrique ?