Le réacteur électrochimique

1 - Caractéristiques principales

• 1.1 - Réacteur et générateur électrochimiques
• 1.2 - Principe de fonctionnement du réacteur électrochimique
• 1.3 - Différents types de réacteurs électrochimiques
  Figure 1 - Schéma de principe d'une cellule d'électrolyse de l'eau à électrolyte liquide (aqueux) acide Figure 2 - Répartition qualitative de la tension d'électrolyse V dans l'espace interpolaire Figure 3 - Différentes façons d'utiliser une membrane échangeuse d'ions dans une cellule électro-chimique

2 - Thermodynamique des interfaces électrochimiques

• 2.1 - Origine microscopique de la tension d'électrode
  Figure 4 - Schémas de la double couche électrique obtenue après transfert d'électrons du métal vers la solution électrolytique
• 2.2 - Structure détaillée de la double couche électrochimique
• 2.3 - Expression de la différence de potentiel interfaciale
  Figure 5 - Distribution du potentiel électrique dans la zone de double couche électrique d'après le modèle de Stern
• 2.4 - Tension thermodynamique d'électrolyse et énergie libre de réaction

3 - Cinétique interfaciale des processus électrochimiques

• 3.1 - Lois de la cinétique électrochimique en régime de transfert de charge
  Figure 6 - Variation de l'énergie d'un électron durant le processus de transfert de charge du métal (gauche) vers le système redox en solution (droite) pour deux potentiels (E 2 < E 1)
• 3.2 - Lois de la cinétique électrochimique en régime de transfert par diffusion
  Figure 7 - Courbe surtension / densité de courant. Entre A et B, domaine d'activation seul (loi de Tafel vérifiée). Entre B et C, régime diffusionnel Figure 8 - Allure de la courbe surtension / intensité limite de diffusion, dans le cas de deux ions diffusants Figure 9 - Profil de concentration en espèces électro-actives dans l'électrolyte Figure 10 - Influence de la vitesse de circulation de l'électrolyte sur l'intensité limite de diffusion ; vitesse de l'électrolyte : (I) 0,1 m/s ; (II) 0,2 m/s Tableau 1
• 3.3 - Aspect énergétique-rendement d'électrolyse
• 3.4 - Rôle de la température sur la cinétique électrochimique
• 3.5 - Rôle de la pression sur la cinétique électrochimique
  Figure 11 - Rôle de la température sur les différents termes de la tension de cellule, en fonction de la densité de courant (électrolyse de l'eau sur membrane acide) Figure 12 - Rôle de la pression de fonctionnement sur la caractéristique courant – tension lors de l'électrolyse de l'eau sur membrane acide

4 - Transport du courant électrique dans les solutions électrolytiques

• 4.1 - Concepts élémentaires
• 4.2 - Conductivité électrique des solutions électrolytiques
  Tableau 2
• 4.3 - Conductivité molaire des solutions électrolytiques
• 4.4 - Lois empiriques de la conductivité électrique des solutions électrolytiques
  Figure 13 - Conductivité électrique de quelques solutions électrolytiques en fonction de la concentration (d'après [5]) Tableau 3
• 4.5 - Description phénoménologique du transport ionique
  Tableau 4 Tableau 5
• 4.6 - Conductivité électrique des solutions électrolytiques concentrées