L’accumulateur au Plomb

1. L’accumulateur au Plomb Réalisation : Yann Marquant Institut des Sciences et Techniques Valenciennes

2. Histoire : Dès l'année 1802, le physicien et physiologiste allemand Johann Wilhelm RITTER (1776-1810) observait le phénomène de polarisation sur les electrodes de plomb plongeant dans l'eau acidulée. Mais c'est en 1860 que César DESPRETZ (1791-1863) présenta à l'Académie des sciences le mémoire de Gaston PLANTE sur la réversibilité des « piles secondaires » à électrode de plomb qui avaient la faculté de restituer l'énergie chimique nécessaire à la polarisation (charge) sous forme d'un courant électrique.

3. Son appareil se composait de 2 lames de plomb roulées en spirales et maintenues écartées par des bandes isolantes. L'image ci-contre montre le détail du dispositif. Le tout était contenu dans un bocal de verre rempli d'eau acidulée.

4. PbSO4 + 2H2O 2e- + SO42- + 4H+ + PbO2 2e- + PbSO4 SO42- + Pb Pb + SO42- 2e- + PbSO4 PbSO4 + 2H2O 2e- + SO42- + 4H+ + PbO2 Charge de l’accumulateur : Le courant fourni par des piles couplées en tension oxydait le métal puis le sulfate de plomb au pôle positif et réduisait l’eau (H+) puis le sulfate de Plomb à l’Electrode négative. Borne + Anode Borne - Cathode Pour la première Charge de l’accumulateur, on observe : Borne + Anode Borne - Cathode 2e- + H+ H2

5. i i générateur e- e- ANODE CATHODE 2e- 2e- Pb2+ PbO2 Pb2+ Pb Oxydation Pb2+ + 2 H2O = PbO2 + 4 H+ + 2 e- Réduction Pb2+ + 2 e- = Pb Charge de l'accumulateur au plomb

6. Tension de Charge Générateur de Tension Continue + - Formation De PbO2 Réduction des H+ (1er charge) Puis Réduction de PbSO4 Résistance variable

7. Borne + Cathode Potentiel(+)= 1,69V Borne - Anode Potentiel(-) = -0,36V 2e- + SO42- + 4H+ + PbO2 PbSO4 + 2H2O SO42- + Pb 2e- + PbSO4 Décharge de l’accumulateur : En reliant les 2 lames, PLANTE observa qu'il circulait un courant électrique tant qu'elles n'avaient pas retrouvé leur état chimique primitif.

8. mA COM A R i i i e- e- 2e- 2e- Pb2+ PbO2 Pb2+ Pb Réduction PbO2 + 4 H+ + 2 e- = Pb2+ + 2 H2O Oxydation Pb = Pb2+ + 2 e- Décharge de l'accumulateur au plomb

9. Intensité + - Réduction De PbO2 en PbSO4 Oxydation du Pb en PbSO4 Diode

10. La Manipulation : Dans les accumulateurs au plomb actuels , le dioxyde de plomb est déjà fixé sur les lames de plomb qui constituent la borne positive de l’accumulateur. L’accumulateur moderne fonctionne sans charge préalable. Dans le montage présenté, on reprend l’accumulateur de Plante soit deux lames de Plomb plongeant dans une solution d’acide sulfurique. L’interrupteur en position 1 l’accumulateur se charge L’interrupteur en position 2 l’accumulateur se décharge. Si on effectue une charge courte, on peut constater la décharge lente de l’accumulateur par la brillance décroissante de la diode.

11. Remerciements : JOID KARAOUZENE : Technicien chimiste SOURCES INTERNET http://dspt.club.fr/batterie.htm