Filière H2 et pile à combustible
Ref: 3EN2330
Description
Les objectifs du cours sont :
Présenter la problématique énergie
Faire quelques rappels généraux d’électrochimie (thermodynamique des chaînes galvanique et cinétique électrochimique)Présenter de manière détaillée la filière hydrogène-énergie (aspects scientifiques et technologiques)
Présenter la problématique des carburants de synthèses et la chimie du CO2
Décrire l’état de l’art et les perspectives en matière de procédés photo-électrochimiques
Numéro de trimestre
SM11
Prérequis
Concepts de base de thermodynamique et d'électrochimie
Syllabus
Cours 1 : Problématique énergie & procédés de transformation
Cours 2 : Thermodynamique des chaînes galvaniques
Cours 3 : Cinétique électrochimique
Cours 4 : Procédés de production d’hydrogène
Cours 5 : Procédés de purification d’hydrogène
Cours 6 : Procédés de stockage d’hydrogène
Cours 7 : Piles à combustibles. (I) principe
Cours 8 : Piles à combustibles. (II) technologie
Cours 9 : Perspectives (I) : carburants de synthèse
Cours 10 : Perspectives (II) : procédés photo-électrochimiques
Cours 2 : Thermodynamique des chaînes galvaniques
Cours 3 : Cinétique électrochimique
Cours 4 : Procédés de production d’hydrogène
Cours 5 : Procédés de purification d’hydrogène
Cours 6 : Procédés de stockage d’hydrogène
Cours 7 : Piles à combustibles. (I) principe
Cours 8 : Piles à combustibles. (II) technologie
Cours 9 : Perspectives (I) : carburants de synthèse
Cours 10 : Perspectives (II) : procédés photo-électrochimiques
Composition du cours
Cours magistraux et travaux dirigés
Notation
Contrôle écrit individuel (1h30)
Ressources
Equipe pédagogique : Pierre Millet (Université Paris-Saclay)
Résultats de l'apprentissage couverts par le cours
Relier la tension d’une cellule électrochimique à la variation d’enthalpie libre d’une réaction chimique
Exprimer la cinétique de transfert de charge en fonction de la densité de courant d’échange et des facteurs de symétrie
Connaître les principes et les caractéristiques technologiques de l’électrolyse de l’eau, de la perméation de l’hydrogène, de la formation d’hydrures métalliques, du fonctionnement des piles à combustible
Décrire les limitations des technologies actuelles et discuter des perspectives en termes de rendement, science des matériaux et procédés
Décrire le principe des procédés de fabrication de carburants de synthèse et celui des cellules photo-électrochimiques
Exprimer la cinétique de transfert de charge en fonction de la densité de courant d’échange et des facteurs de symétrie
Connaître les principes et les caractéristiques technologiques de l’électrolyse de l’eau, de la perméation de l’hydrogène, de la formation d’hydrures métalliques, du fonctionnement des piles à combustible
Décrire les limitations des technologies actuelles et discuter des perspectives en termes de rendement, science des matériaux et procédés
Décrire le principe des procédés de fabrication de carburants de synthèse et celui des cellules photo-électrochimiques
Description des compétences acquises à la fin du cours
possibilité de validation des compétences C1 et C2
Support de cours, bibliographie
J. O’M. Bockris, A.K.N. Reddy, Modern Electrochemistry, Plenum Rosetta, 1970
C.H. Hamann, A. Hamnett, W. Vielstich, Electrochemistry, Wiley-VCH, 1998
F. Barbir, PEM Fuel Cells, Elsevier, 2001
G.A. Olah, A. Goeppert, G.K. Surya Prakash, Beyond Oil and Gas : the Methanol Economy, Wiley-VCH, 2009