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L’évolution et L’ invention de la Pile.
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La pile de Volta (1800)— Tout couple de métaux plongeant dans un liquide ionique peut constituer une pile: par exemple une lame de cuivre et une lame de zinc piqués dans une pomme de terre ou un citron. On n'augmente pas la force-électromotrice en augmentant la surface des électrodes. Elle ne dépend que de la nature des métaux. Pour obtenir une tension plus forte, on doit placer plusieurs piles en série.
La pile Daniell (1836)— Un métal plongé dans une solution de son sel constitue une demi-pile. (exemple: plaque de cuivre plongée dans du sulfate de cuivre). En associant deux demi-piles par un pont ionique, on obtient une pile de Daniell.Une paroi poreuse perméable aux ions peut servir de liaison entre les deux demi-piles.
La pile Leclanché (1866) — Les piles salines utilisées actuellement sont des piles zinc-charbon ou piles de Leclanché.L'électrode négative en zinc sert de récipient cylindrique. Il contient un électrolyte gélifié (chlorures d'ammonium et de zinc). A l'intérieur est placée l'électrode positive constituée d'un tige de charbon (graphite) entourée d'une poudre noire (mélange de dioxyde de manganèse et de poudre de graphite). La f.é.m.. est voisine de 1,5VLorsque la pile fonctionne, l'électrode de zinc est rongée et de l'hydrogène se forme sur l'électrode de graphite, ce qui nuit au fonctionnement de la pile (le pile se polarise). Le dioxyde de manganèse est un dépolarisant qui sert à s'emparer de l'hydrogène et qui permet ainsi un meilleur passage du courant.
Au XXe siècle les piles reçoivent de nombreuses améliorations : • Les piles à l'oxyde d'argent et au mercure (1930-1940) .
La pile alcaline (1940-50)— Les performances sont très nettement supérieures à celles de la pile saline. La pile alcaline tire son nom de la nature alcaline ou basique de l'électrolyte solution aqueuse d'hydroxyde de potassium dans laquelle sont placées les électrodes en dioxyde de manganèse et en poudre de zinc.La pile alcaline est capable de fournir des courants plus élevés et dure plus longtemps qu'une pile saline même avec des grandes amplitudes de températures de -30 à +50C.
Un accumulateur électrique est un dispositif destiné à stocker l'énergieélectrique afin de pouvoir l'utiliser ultérieurement. Cette opération est aussi appelée stockage d'énergie. On distingue : • Les accumulateurs d'énergie convertissant l'énergie électrique dans une autre forme afin de la stocker (par exemple en énergie cinétique) et, la restituer ultérieurement ; • Les accumulateurs électriques fonctionnant selon les principes de l'électrostatique : bouteille de Leyde, condensateurs ou supercondensateur ; • Les accumulateurs électriques fonctionnant selon les principes de l'électrodynamique : circuit bobiné ; • Les accumulateurs électrochimiques, fonctionnant grâce aux réactions électrochimiques de leurs électrodes, qui assurent la conversion de l’énergie électrique en un processus chimique réversible.
Les accumulateurs • Lorsqu'une pile fonctionne, son électrode négative se détruit de manière irréversible. Lorsque la pile est usée, il faut la jeter, mais pas n'importe où car les piles contiennent souvent des produits toxiques et polluants. • L’accumulateur au plomb: (inventé en 1860 par Planté) — Si l'on plonge deux plaques de plomb dans une solution d'acide sulfurique, on n'obtient pas une pile puisque aucune différence n'existe entre les deux électrodes. Mais si on relie ces deux électrodes à un générateur, le passage du courant dans la solution provoque la formation d'un dépôt d'oxyde de plomb sur l'électrode d'entrée (anode) et un dégagement d'hydrogène sur la l'électrode de sortie (cathode). Maintenant que l'une des électrodes s'est transformée, il existe une f.e.m. On vient de charger l'accumulateur.Lorsque l'accumulateur fonctionne, l'oxyde de plomb disparaît progressivement, l'accumulateur se décharge. Lorsque l'oxyde de plomb a disparu, il suffit de recharger l'accumulateur. • Les accumulateurs alcalins — Le principe est le même que celui de l'accumulateur au plomb. L'électrolyte est constitué de potasse • Accumulateur fer-nickel (inventé par Edison en 1899) • Accumulateur Cadmium-Nickel (inventé par Jungner en 1900) • Les accumulateurs au Ni MH ont été développés pour la technologie spatiale (1970) et réellement distribués massivement sur le marché en 1992.
