Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
-
Alain DAMIEN : Ingénieur des Arts et Manufactures - Ingénieur-chercheurÉlectricité de France (EDF)
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Lire l’articleINTRODUCTION
En fonction des débits souhaités et des disponibilités énergétiques locales, la production d’hydrogène s’effectue selon divers procédés :
-
la décomposition des hydrocarbures par reformage à la vapeur du gaz naturel ou oxydation partielle des coupes pétrolières, du charbon... ;
-
le craquage du méthanol ;
-
l’électrolyse de l’eau, qui fait l’objet de cet article.
L’hydrogène peut aussi être obtenu comme sous-produit d’unités de craquage, de vapocraquage, de reformage catalytique, d’électrolyse de saumures, de cokéfaction.
Le stockage et le transport de l’hydrogène nécessitent la compression de ce gaz. Par conséquent, l’électrolyse de l’eau est opérée suivant deux techniques :
-
à pression atmosphérique [appareils Norsk-Hydro, Bamag, Demag, CJB (Constructor John Brown), de Nora, Oerlikon distribué par ABB (Asea Brown Boveri)...] suivie d’une compression ;
-
à une pression inférieure ou égale à 3 MPa (soit 30 bar) (Lurgi) pour les appareils industriels et pouvant dépasser 10 MPa (soit 100 bar) sur certains modèles destinés aux sous-marins.
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Matériaux2. Aspects théoriques de l’électrolyse de l’eau
2.1 Thermodynamique
-
En solution acide, on admet généralement que la décomposition de l’eau s’effectue suivant les réactions :
-
à la cathode :
2 H + + 2 e – ® H2 -
à l’anode :
2 H2O ® 2 OH + 2 H + + 2 e –
puis :
2 OH ® H2O + 1/ 2 O2 -
-
En solution alcaline, par contre, les ions OH – prédominent et le phénomène est habituellement exprimé par :
-
à la cathode :
2 H2O + 2 e – ® H2 + 2 OH – -
à l’anode :
2 OH – ® 1/ 2 O2 + 2 e– + H2O
Dans les deux cas, la réaction globale s’écrit :
H2O ® H2 + 1/ 2 O 2avec :
- ΔH :
- = 285 kJ/ mol H2O enthalpie de dissociation de l’eau.
-
-
Par ailleurs, l’équation de Nernst exprime la tension de décomposition réversible sous la forme :
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avec...
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Aspects théoriques de l’électrolyse de l’eau
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BRENNER - Electrodeposition of alloys. Principles and practice. - Academic Press Inc. (1963) (o).
-
(2) - NORSK-HYDRO - Procédé de préparation de cathodes actives pour des appareils électrochimiques. - Brevet français, no 2381836, 22 sept. 1978.
-
(3) - BADGER (E.H.M.), GRIFFITH (R.H.), NEWLING (W.B.S.) - The catalytic decomposition of simple heterocyclic compounds. - Proc. Roy. Soc., 197, p. 184-191 (1949) (+).
-
(4) - MOROZOV (V.N.), ALESKOVSKII (V.B.) - * - Soviet Electrochem., 7, 9, p. 1220-1222 (1971) (o).
-
(5) - FEDOTEV (N.P.), BEREZINA (N.V.), KRUGLOVA (E.G.) - * - Zh. Prikl. Khim., 21, p. 317-328 (1948) (o).
-
(6) - SASAKI (K.), SUGYANO (K.) - * - Kogyo Kogaku Zasshi, p. 387-392, juin 1957 (o).
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