TPE
LE PRINCIPE DU TPE
Première question: Peut- on créer une pile à combustible propre ?
Une pile à combustible est une pile où la fabrication de l'électricité se fait grâce à l'oxydation sur une électrode d'un combustible réducteur tel que le dihydrogène couplée à la réduction sur l'autre électrode d'un oxydant, le dioxygène de l'air. Le fonctionnement d'une pile dihydrogène-dioxygène est particulièrement propre puisqu'il ne produit que de l'eau et consomme uniquement des gaz. Le développement de la pile à combustible est conditionné à la production de dihydrogène ; en effet, le dihydrogène n’existe pas à l’état naturel.
Si le dihydrogène n'est actuellement quasiment pas utilisé dans le domaine de l'énergie, il est une des matières de base de, entre autres, l'industrie chimique et pétrochimique. Aujourd'hui 96 % du dihydrogène est fabriqué à partir des énergies fossiles. Ces ressources n'étant pas illimitées il est intéressant de chercher d'autres moyens d’alimenter la pile à combustible...
Fonctionnement d'une pile à combustible au dihydrogène
Problématique : Les plantes permettent-elles de produire du courant électrique ?
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Aboutir à un courant électrique nécessite quatre grandes étapes, nous avons donc réalisé quatre expériences.
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La Photosynthèse
Montrer que la photosynthèse, se faisant en présence de lumière, permet la production de matière organique qui est en partie consommée par les plantes dans le but d'assurer leur croissance.
L'excès de matière organique (C6H12O6) est rejeté par les racines. Elle se retrouve donc dans le sol.
L'Hydrolyse de l'amidon
Les bactéries aérobies dans le sol hydrolysent l’amidon rejeté par les plantes.
Les bactéries décomposent ensuite le glucose pour produire de l'humus. Lors de cette décompositions, des ions hydrogènes, des électrons et du CO2 sont produits.
La Production d'H+
Mise en évidence de la production d’H+
On réalise l'électrolyse de l'eau pour produire du dihydrogène et de dioxygène à partir des ions hydrogènes et des électrons produits par les bactéries ainsi que du dioxygène de l'air.
L'Electrolyse de l'eau et la Pile à combustible
On alimente la pile à combustible avec l'H2 et l'O2 produits par l'électrolyse de l'eau.