Dihydrogène (1) – Electrolyse

– Et qu’est-ce qu’on brûlera à la place du charbon ?

– L’eau, répondit Cyrus Smith.

– L’eau, s’écria Pencroff, l’eau pour chauffer les bateaux à vapeur et les locomotives, l’eau pour chauffer l’eau !

– Oui, mais l’eau décomposée en ses éléments constitutifs, répondit Cyrus Smith, et décomposée, sans doute, par l’électricité, qui sera devenue alors une force puissante et maniable, car toutes les grandes découvertes, par une loi inexplicable, semblent concorder et se compléter au même moment. Oui, mes amis, je crois que l’eau sera un jour employée comme combustible, que l’hydrogène et l’oxygène, qui la constituent, utilisés isolément ou simultanément, fourniront une source de chaleur et de lumière inépuisables et d’une intensité que la houille ne saurait avoir. Un jour, les soutes des steamers et les tenders des locomotives, au lieu de charbon, seront chargés de ces deux gaz comprimés, qui brûleront dans les foyers avec une énorme puissance calorifique.

Ainsi donc, rien à craindre. Tant que cette terre sera habitée, elle fournira aux besoins de ses habitants, et ils ne manqueront jamais ni de lumière ni de chaleur, pas plus qu’ils ne manqueront des productions des règnes végétal, minéral ou animal. Je crois donc que lorsque les gisements de houille seront épuisés, on chauffera et on se chauffera avec de l’eau. L’eau est le charbon de l’avenir.

Jules Vernes. L’île mystérieuse. 1875.

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Trois thèmes sont abordés à propos du dihydrogène :  l’électrolyse de l’eau, les piles à combustible et la photo-électrolyse de l’eau.

1. L’électrolyse de l’eau

Document de travail : [1-electrolyse.pdf] et [1-corrige.pdf]

2. Les piles à combustible

Document de travail :[2-piles.pdf] et [2-corrige-piles.pdf] ou [2.corrige.pptx]

Un problème sans question (d’après un sujet de bac) : [2-probleme.pdf] et [2-probleme-corrige.pdf]

3. La photo-électrolyse de l’eau

Document de travail : [3-photo-electrolyse.pdf] et [3-corrige.pdf]

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Les documents de travail donnent la consigne pour le travail individuel. Ce dernier est suivi d’une mise en commun en groupe (avec éventuellement production d’une affiche de résumé) puis une collecte et discussion des propositions sous forme d’animation tableau.

La troisième partie aborde le sujet des semi-conducteurs (ici TiO₂) pour la mise en œuvre de cellule de photo-électrolyse de l’eau (avec aussi un calcul de longueur d’onde de photon). Les travaux sont abordables en Première ou Terminale S, voire même pour certains en Seconde.

Un texte complémentaire [4-hydrogene-vert.pdf] est également disponible pour la discussion de l »optimisme vert » à la jules Vernes…

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