Energétique électrochimique

L'objectif de ce module est d'acquérir les fondements thermodynamiques nécessaires à la compréhension des phénomènes qui mettent en jeu des réactions électrochimiques. A travers des exemples appliqués à des procédés industriels les étudiants aborderont des procédés électrochimiques industriels et se familiariseront avec la détermination de rendements énergétiques et les conversions d'énergie électrique.

Partie I : Thermodynamique des systèmes électrochimiques :

Description des solutions ioniques ; thermodynamique des électrolytes en solution diluée
Les Piles : convention ; étude thermodynamique ; potentiel d’électrode
Application des électrodes aux mesures d’activité par différents types d’électrode : potentiel d’électrode ; Electrode à hydrogène et mesure du pH ; électrodes de 1°, 2° et de 3° type ; électrode de verre
Force Electromotrice des piles et grandeurs thermodynamiques ; Mesure de FEM et détermination des coefficients d’activité
Prévision du sens des réactions d’oxydoréduction : rôle du pH ; limite du solvant
Théorie des électrolytes : écart à l’idéalité entre les solutions moléculaires et ioniques : théorie de Debye-Hückel ; coefficient d’activité et effet du sel.

Partie II : Applications industrielles :

Principe de l'electrolyseur : (cellule électrochimique, notion de courbes intensité-potentielle, phénomènes de surtension anodique et cathodique, Electrolyse)
Electroraffinage du cuivre : enjeux économiques et domaines d'applications industrielles du cuivre, principe de l'électroraffinage du cuivre : purification par anode soluble, rendement de consommation d'énergie
Electrolyseur Chlore-Soude : enjeux économiques et domaines d'applications industrielles du chlore et de la soude, les cellules électrolytiques (à membrane, diaphragme et à mercure), principe de l'électrolyse de NaCl, produits dérivés : étude du diagramme potentiel-pH du Chlore.

Examen : 70% / Oral : 30%