Piles à combustible et batteries - 4PMPPAC1
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Objectifs
Décrire comment les propriétés électrochimiques et les phénomènes de transfert de matière se traduisent dans les caractéristiques des générateurs électrochimiques et piles à combustible. Présentation des principaux systèmes commerciaux.
Niveau : Cours de base
Contact Christine LEFROU
Contenu A - Introduction et caractéristiques théoriques
- AI - Rappels : charge et décharge d'un système électrochimique.
- AII - Capacité théorique : application de la loi de Faraday. Cas particuliers des supercondensateurs.
- AIII - Tension et énergie théoriques : application de la loi de Nernst.
B - Caractéristiques pratiques
- BI - Rappels : courbes de polarisation ; chronopotentiométrie.
- BII - Prévision des réactions en autodécharge et surcharge. Stockage et rôle de la température.
- BIII - Notion de régime (décharge et charge à courant constant). Capacités et tension pratiques. Rôle de la température.
- BIV - Energie et puissance pratiques. Diagramme de Ragone.
- BV - Rechargeabilité et modes de recharge.
C - Batteries et piles commerciales
- CI - Applications. Association en série et parallèle.
- CII - Batteries : alcalines, Plomb/acide, Li-ion, Li-Polymère.
- CIII - Piles : à électrolyte aqueux, piles au lithium, piles à électrolyte solide.
D - Batteries à recirculation
- DI - Principe de fonctionnement
- DII - Exemple d'applications
E - Piles à combustible
- EI - Introduction aux différents types de système: AFC, PEMFC, PAFC, MCFC, SOFC.
- EII - Estimation des flux de matière et d'énergie : spécificité d'un système ouvert
- EIII - Rendement d'une pile à combustible de l'électrode au système
F - Etude de cas : la PEMFC
- FI - Conditions opératoires et dimensionnement
- FII - Technologies (assemblage membrane électrode) des PEMFC
PrérequisNotions de base d'électrochimie, réacteur chimique, transport de matière
Contrôles des connaissances Examen écrit (2h)
Informations complémentaires Cursus ingénieur->Masters-Recherche->Semestre 4
Bibliographie
- W. Vielstich, A. Lamm, H. A. Gasteiger, in Handbook of Fuel Cells, W. Vielstich, A. Lamm and H. A. Gasteiger (Ed.), Wiley, Chichester, 2003, Vol. 1-4.
- H. A. Gasteiger, W. Vielstich, H. Yokokawa, in Handbook of Fuel Cells, H. A. Gasteiger, W. Vielstich and H. Yokokawa (Ed.), John Wiley & Sons Ltd, Chichester, 2009, Vol. 5-6.
- D. B. Linden, T. B. Reddy, in Handbook of batteries, Third ed., D. B. Linden and T. B. Reddy (Ed.), McGraw-Hill, New-York, 2002.
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