Thème : L’eau Sous-thème : Eau et énergie TP : ELECTROLYSE : PRODUCTION DE DIHYDROGENE Le dihydrogène est un combustible essentiel dans les piles à combustible. Il est actuellement produit par reformage des hydrocarbures. D’autres voies sont actuellement à l’étude pour une production moins couteuse et plus « propre ». Le 9 janvier 2012 a été inaugurée la plateforme Myrte (Mission hydrogène renouvelable pour l'intégration au réseau électrique) en Corse, près d'Ajaccio. L'ambition de cette plateforme est de proposer une solution de stockage d'électricité sous forme de dihydrogène et de dioxygène produits par électrolyse de l'eau. Vous trouverez sur le blog de spécialité une vidéo introductive expliquant en quoi le dihydrogène est une énergie d’avenir. Problème : Quelle est la manière la plus propre pour produire du dihydrogène ? Documents mis à votre disposition ! Document n° 1 : Matériel à votre disposition • Electrolyseur • Générateur continu • 2 multimètres + câbles électriques • Solution de sulfate de sodium (Na + + ! !! ) à 0,1 mol.L -1 • 2 tubes à essai, 2 éprouvettes graduées. • Buchettes, allumettes • Chronomètre ! Document n°2 : Montage expérimental de l’électrolyse de l’eau L’électrolyse de l’eau est une des méthodes de synthèse du dihydrogène. Les électrolyseurs transforment l’énergie électrique en énergie chimique avec un certain rendement.
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TP electrolyse production de dihydrogène€¦ · Le 9 janvier 2012 a été inaugurée la plateforme Myrte (Mission hydrogène renouvelable pour l'intégration au réseau électrique)
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Thème:L’eauSous-thème:Eaueténergie
TP:ELECTROLYSE:PRODUCTIONDEDIHYDROGENE
Ledihydrogèneestuncombustibleessentieldanslespiles à combustible. Il est actuellement produit parreformage des hydrocarbures. D’autres voies sontactuellement à l’étude pour une production moinscouteuseetplus«propre».
Le9janvier2012aétéinauguréelaplateformeMyrte(Mission hydrogène renouvelable pour l'intégrationau réseau électrique) en Corse, près d'Ajaccio.L'ambition de cette plateforme est de proposer unesolution de stockage d'électricité sous forme dedihydrogène et de dioxygène produits parélectrolysedel'eau.
L’électrolyse de l’eau est une des méthodes desynthèse du dihydrogène. Les électrolyseurstransforment l’énergie électrique en énergiechimiqueavecuncertainrendement.
(aq)),àlaconcentrationde1,0mol.L–1,dansl’électrolyseur#Remplirdeuxtubesàessais,numérotés$et%,aveclasolutiondesulfatedesodium.Lesboucheravecvotrepoucemunidegants&Retournezlestubessurlesélectrodesdel’électrolyseur(sipossibleaucunebulled’airnedoitapparaitredanslestubes).'RéalisezlemontageexpérimentalduDOC.2.(Réglezlegénérateurdetensioncontinueenvironsurlavaleur12Vetlelaisserdébiterpendantenvironsixminutes.)Observez:comparezlesvolumesdesgazcontenusdanscestubes.*Eteindrelegénérateurlorsquel’undestubesestremplidegaz.+ Boucher le tube$ à l’aide de votre pouce avant de le sortir de l’électrolyseur puis le retourner etapprocherlaflammed’uneallumette.Fairedemêmeavecletube%enyprésentantunebûchetteéteintemaisencoreincandescente.,Identifiezlesdeuxgazformés.
L'énergie nécessaire pour produire une mole de dihydrogène H2 à partir de l’électrolyse de l’eau estEH2=286kJ.mol-1.L’énergieutileEU(expriméeenjoules)permettantdeproduireunequantitédematièrendedihydrogèneH2secalculeparlarelation:EU=n.EH2LaquantitédematièrencorrespondantàunvolumeV(expriméenlitres)dedihydrogèneH2secalculeparlarelation:n= V
3. Problèmeàrésoudre:Julessedécideàlancersonentreprise.Elles’appelleraNewfueletproduiraledihydrogènenécessaireauxvéhiculesfonctionnantaveccecarburant.Après avoir trouvé comment produire ce dihydrogène, Jules souhaiterait bien évidemment que sonentreprisesoitrentable.Pourcela,ildoitêtrecapabledeproduire20m3dedihydrogèneparjour.Ilaàsadispositionungénérateurcapablededébiteruncourantde2,0kA.Julesdoit-ilchangerdegénérateur?
Exprimerlerendementdel’électrolyseurenfonctionduvolumeVdedihydrogèneproduit,duvolumeQ1.molaire Vm, de l'énergie EH2 nécessaire pour obtenir une mole de dihydrogène, de la tension U, del'intensitéIducourantetdeladurée∆tdel'électrolyse.