Bibliographie & annexes
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English
Auteur(s)
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Bernard TRÉMILLON : Ingénieur de l’École supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris (ESPCI) - Professeur honoraire des universités - Ancien directeur de l’École nationale supérieure de chimie de Paris
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Gérard DURAND : Docteur ès sciences - Professeur à l’École Centrale de Paris - Directeur du Laboratoire de chimie et génie des procédés de l’ECP
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Lire l’articleINTRODUCTION
La caractérisation des processus aux électrodes fournit les éléments théoriques qui permettent l’interprétation et la prédiction des effets d’électrolyse, selon les conditions opératoires : choix des électrolytes (solvant et réactifs) et des matériaux d’électrodes, valeurs de tension électrique imposée entre électrodes ou du courant d’électrolyse traversant la cellule (avec son sens de circulation). L’objet de cet article est de montrer, en s’appuyant sur des cas courants, comment sont effectuées cette interprétation et cette prédiction dont découle le contrôle du fonctionnement de la cellule d’électrolyse.
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Contrôle des processus de corrosion à l’aide des caractéristiques courant-potentiel d’électrode
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2. Cellules pouvant fonctionner comme générateurs de courant (batteries)
L’un des principaux domaines d’application industrielle de l’électrochimie est la constitution de systèmes capables de fournir du courant électrique ou une différence de potentiel électrique (tension électrique). Les générateurs électrochimiques, plus communément appelés batteries, sont des cellules électrochimiques (deux élec-trodes collecteurs de courant + système électrolyte(s) + composés électroactifs) pouvant donner lieu à un effet d’électrolyse « interne » spontanée.
2.1 Phénomène de pile électrochimique
Le schéma de la figure 7 permet d’en expliquer le fonctionnement général.
Sur le diagramme intensité-potentiel sont portés les deux voltampérogrammes correspondant aux deux électrodes de la cellule (les deux systèmes électrochimiques sont nécessairement différents), tels qu’une partie anodique de l’un soit située à des potentiels inférieurs à une partie cathodique de l’autre.
En circuit ouvert, d’abord, c’est-à-dire à I = 0, il existe entre les deux électrodes une tension électrique, appelée force électromotrice de la cellule (en abrégé, f.é.m. : différence des potentiels d’équilibre obéissant à la relation de Nernst).
À l’opposé, en court-circuit, c’est-à-dire avec une tension nulle entre les deux électrodes, et en supposant pour commencer que la résistance interne de la cellule est nulle, on a alors la même valeur de E pour les deux électrodes et la cellule débite un courant de court-circuit, déterminé en recherchant sur le diagramme les deux points (un sur chaque courbe) caractérisés par la même valeur de E (même abscisse) et des valeurs opposées de I (traduisant la relation obligatoire I C = − I A ).
Le fonctionnement du système comme générateur électrochi-mique utilisable est conditionné à la fois par une force électromotrice suffisamment grande et par un courant de court-circuit d’intensité suffisamment élevée (dépendant des utilisations envisagées).
En réalité, le courant de court-circuit I cc fait intervenir une chute ohmique de potentiel...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - TRÉMILLON (B.) - Électrochimie analytique et réactions en solution. - Vol. 2, Masson (1993).
-
(2) - HIRASA (K.) - Electroanalytic Chemistry - . Marcel Dekker (1999).
-
(3) - HAMANN (C.H.), VIELSTICH (W.) et HAMNETT (A.) - Electrochemistry - . John Wiley (1998).
-
(4) - PAUNOVIC (M.) et SCHLESINGER (M.) - Fundamentals of Electrochemical Deposition - . John Wiley (1998).
-
(5) - BRUCE (P.G.) - Solid State Electrochemistry - . Cambridge University Press (1997).
-
(6) - RAJESHWAR (K.) et IBANEZ (J.G.) - Environmental Electrochemistry, Fundamental and Applications in Pollution Abatement - . Academic Press (1997).
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