L'effet de la relaxation ionique
De Piledurable.
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Les fabricants distinguent habituellement les piles qu’ils classent comme rechargeables (les piles « secondaires » de celles qui sont classées non rechargeables (les piles « primaires »). Mais cette classification ne tient pas compte d’une autre caractéristique : beaucoup de piles électriques sont régénérables, c’est-à-dire qu’une fois usagées, elles peuvent à nouveau être réutilisées, avec des performances moindres que lors de la première utilisation, mais suffisantes pour beaucoup d’applications. | Les fabricants distinguent habituellement les piles qu’ils classent comme rechargeables (les piles « secondaires » de celles qui sont classées non rechargeables (les piles « primaires »). Mais cette classification ne tient pas compte d’une autre caractéristique : beaucoup de piles électriques sont régénérables, c’est-à-dire qu’une fois usagées, elles peuvent à nouveau être réutilisées, avec des performances moindres que lors de la première utilisation, mais suffisantes pour beaucoup d’applications. | ||
La régénération consiste à injecter des impulsions de manière à ce que la pile électrique puisse être utilisée à nouveau. | La régénération consiste à injecter des impulsions de manière à ce que la pile électrique puisse être utilisée à nouveau. | ||
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De nombreuses publications, et plusieurs brevets, ont présenté des procédés de régénération des piles électriques. De manière générale, ces procédés consistent à injecter des impulsions de courant de courte durée (1 ms à 1 s) pendant une durée qui peut aller de quelques heures à 3 jours. La forme des impulsions (leur amplitude, leur fréquence, leur durée) dépend des auteurs. Ces impulsions vont régénérer les matériaux sur l’électrode positive et sur l’électrode négative. | De nombreuses publications, et plusieurs brevets, ont présenté des procédés de régénération des piles électriques. De manière générale, ces procédés consistent à injecter des impulsions de courant de courte durée (1 ms à 1 s) pendant une durée qui peut aller de quelques heures à 3 jours. La forme des impulsions (leur amplitude, leur fréquence, leur durée) dépend des auteurs. Ces impulsions vont régénérer les matériaux sur l’électrode positive et sur l’électrode négative. | ||
| + | == Que se passe-t-il lors de la régénération ? == | ||
Du point de vue microscopique, chaque impulsion de courant entraîne le dépôt de matériau régénéré : | Du point de vue microscopique, chaque impulsion de courant entraîne le dépôt de matériau régénéré : | ||
Version du 30 mai 2016 à 13:44
Qu'est-ce que la régénération ?
La charge d’une pile électrique consiste à injecter du courant dans la pile, afin qu’elle puisse ensuite fournir à son tour du courant électrique, lors de la décharge. Les fabricants distinguent habituellement les piles qu’ils classent comme rechargeables (les piles « secondaires » de celles qui sont classées non rechargeables (les piles « primaires »). Mais cette classification ne tient pas compte d’une autre caractéristique : beaucoup de piles électriques sont régénérables, c’est-à-dire qu’une fois usagées, elles peuvent à nouveau être réutilisées, avec des performances moindres que lors de la première utilisation, mais suffisantes pour beaucoup d’applications. La régénération consiste à injecter des impulsions de manière à ce que la pile électrique puisse être utilisée à nouveau.
De nombreuses publications, et plusieurs brevets, ont présenté des procédés de régénération des piles électriques. De manière générale, ces procédés consistent à injecter des impulsions de courant de courte durée (1 ms à 1 s) pendant une durée qui peut aller de quelques heures à 3 jours. La forme des impulsions (leur amplitude, leur fréquence, leur durée) dépend des auteurs. Ces impulsions vont régénérer les matériaux sur l’électrode positive et sur l’électrode négative.
Que se passe-t-il lors de la régénération ?
Du point de vue microscopique, chaque impulsion de courant entraîne le dépôt de matériau régénéré :
• Trop fine, elle n’est pas efficace, car il y a re-dissolution d’une partie de la couche qui s’est formée.
• Trop épaisse, elle favorise les réactions parasites, la plus gênante étant le dégagement d’hydrogène à l’anode.
Prenons l’exemple d’une électrode en zinc. Lors de la décharge, le zinc métallique se transforme en oxyde de zinc. Lors de la régénération, l’oxyde de zinc va se transformer de nouveau en zinc. Mais cette réaction utile est en concurrence avec une réaction parasite, qui est la formation de dihydrogène (gazeux). Si la concentration d’oxyde de zinc diminue, la réaction de transformation en dihydrogène augmente. En parlant familièrement, il faut éviter de se trouver dans une situation dans laquelle les matières utiles à transformer ne se trouvent plus en quantité suffisante sur l’électrode.
A ce sujet, l’article de Binder et Kordesch « Electrodeposition of zinc using a multicomponent pulse current… » , Acta Electrochimica 1986 présente une étude comparative entre l’électrodéposition en courant continu et l’électrodéposition en courant pulsé. L’article montre qu’il y a des différences dans la structure du dépôt de zinc entre une électrodéposition en courant continu et une électrodéposition en courant pulsé (voir photographie ci-dessous). La granularité des dépôts n’est pas la même. D’autre part, l’efficacité coulombique d’un courant pulsé est supérieure à celle d’un courant continu. Comme souvent en électrochimie, une plage de surtensions donnée est favorable à la réaction chimique recherchée. La détermination de la durée d’impulsion élémentaire est alors expérimentale.
L'électrodéposition
