ÉlectrolyseL'électrolyse est une méthode qui permet de réaliser des réactions chimiques grâce à une activation électrique. C'est le processus de conversion de l'énergie électrique en énergie chimique. Elle permet par ailleurs, dans l'industrie chimique, la séparation d'éléments ou la synthèse de composés chimiques. Elle intervient aussi dans la classification des corps purs. L'électrolyse est utilisée dans divers procédés industriels, tels que la production de dihydrogène par électrolyse de l'eau, la production d'aluminium ou de chlore, ou encore pour le placage d'objets par galvanoplastie.
Électrolyse à haute températureL'électrolyse à haute température (HTE, de l'anglais High-temperature electrolysis), ou électrolyse en phase vapeur, est une méthode étudiée pour la production d'hydrogène à partir de l'eau avec l'oxygène comme produit secondaire.
Électrolyse de l'eauL'électrolyse de l'eau est un procédé électrolytique qui décompose l'eau (HO) en dioxygène et dihydrogène gazeux grâce à un courant électrique. La cellule électrolytique est constituée de deux électrodes immergées dans un électrolyte (ici l'eau elle-même) et connectées aux pôles opposés de la source de courant continu. vignette|Schéma du voltamètre d'Hoffmann utilisé pour l'électrolyse de l'eau. vignette|Schéma fonctionnel de l’électrolyse.
Production d'hydrogèneLa production d'hydrogène, ou plus exactement de dihydrogène, est en grande majorité réalisée par extraction chimique depuis des combustibles fossiles, principalement du méthane, du charbon et de coupes pétrolières. La production de dihydrogène par cette voie présente l'avantage d'un coût compétitif, mais l'inconvénient d'être à l'origine d'émissions de non biogénique, qui dépassent généralement dix kilogrammes de par kilogramme d'hydrogène produit.
Craquage de l'eauLe craquage de l'eau est un processus aboutissant à la dissociation de l'hydrogène et de l'oxygène de l'eau, atomes composant la molécule d'eau , par thermolyse, électrolyse ou radiolyse. La réaction thermochimique commence à haute température (entre ) pour devenir complète vers . Le bilan de la décomposition d'une molécule d'eau ci-après : H2O → H2 + O2 s'établit comme suit, pour une mole d'eau : comme la molécule d'eau H2O est constituée de deux liaisons O-H dont chacune a une énergie molaire de , leur rupture absorbe ; la recomposition des molécules de dihydrogène gazeux produit un apport d'énergie : 2 H → H2 + ; la recomposition du dioxygène libère quant à elle : 2 O → O2 + , soit par mole d'eau initiale.
Lois de Faraday (électrochimie)Les lois sur l'électrolyse de Faraday sont basées sur des recherches que Michael Faraday publie en 1834. Première loi : la quantité de substance libérée lors de l’électrolyse à une électrode est proportionnelle au temps et au courant électrique (ce qui équivaut à la charge). Seconde loi : les poids de divers corps séparés aux électrodes par la même quantité d'électricité sont entre eux comme leurs équivalents chimiques.
Conversion d'électricité en gazLa conversion d'électricité en gaz (, P2G ou PtG) est un procédé de transformation de l’énergie électrique en énergie chimique. La principale application de ce procédé est la valorisation de l'électricité excédentaire (quand la production dépasse la demande ou les capacités de flexibilité du système électrique) sous une forme stockable à moyen et long terme. La conversion repose sur l'électrolyse d'eau par de l'électricité pour produire du dihydrogène, ou sur la réaction de méthanation pour produire du méthane (parfois dit Hithane) via la réaction de Sabatier avec le dioxyde de carbone.
Electrolytic capacitorAn electrolytic capacitor is a polarized capacitor whose anode or positive plate is made of a metal that forms an insulating oxide layer through anodization. This oxide layer acts as the dielectric of the capacitor. A solid, liquid, or gel electrolyte covers the surface of this oxide layer, serving as the cathode or negative plate of the capacitor. Because of their very thin dielectric oxide layer and enlarged anode surface, electrolytic capacitors have a much higher capacitance-voltage (CV) product per unit volume than ceramic capacitors or film capacitors, and so can have large capacitance values.
ÉlectrolyteUn électrolyte est une substance conductrice en raison de la présence d'ions mobiles. Il existe des électrolytes liquides et solides. Les électrolytes liquides peuvent être des sels fondus, constitués uniquement d'ions, ou des solutions ioniques dans lesquelles un sel est dissous dans un solvant polaire comme l'eau. Les électrolytes solides sont des cristaux dans lesquels certains ions sont mobiles ou des polymères comme ceux utilisés dans les membranes échangeuses d'ions.
OxyhydrogèneL'oxyhydrogène est un gaz composé d'hydrogène et d'oxygène en proportion molaire 2:1 en général. Le gaz peut être obtenu par électrolyse de l'eau. . Dans la pratique, un ratio de 4:1 ou 5:1 d'hydrogène et d'oxygène est nécessaire pour éviter une flamme oxydante. L'oxyhydrogène est brûlé lorsqu'il est amené à sa température d'auto-inflammation. Pour un mélange stœchiométrique à pression atmosphérique normale, l'auto-inflammation se produit à environ . L'énergie minimale nécessaire pour enflammer un tel mélange avec une étincelle est d'environ .
Procédé chlore-alcaliLe procédé chlore-alcali ou électrolyse chlore-alcali est un procédé chimique d'électrosynthèse qui permet de préparer le dichlore (Cl2), le dihydrogène (H2) et un hydroxyde d'un métal alcalin ou alcalino-terreux. Cette préparation a lieu par électrolyse d'une solution de chlorure de ce métal. La première application industrielle de ce procédé a été faite en 1892. Les trois procédés connus à la fin du pour produire du chlore, de la soude caustique et de la potasse caustique étaient le procédé au diaphragme ou « aux membranes », le procédé en cloche et l’amalgame, ou procédé à cathode de mercure.
Constante de FaradayLa constante de Faraday, notée , est le produit de la charge élémentaire par la constante d'Avogadro : Lors de sa , le , la Conférence générale des poids et mesures (CGPM) a décidé qu'à compter du , le Système international d'unités (SI) est le système d'unités selon lequel la charge élémentaire est égale à et la constante d'Avogadro est égale à . La constante de Faraday s'exprime en coulombs par mole et vaut avec une incertitude relative de . Elle représente la charge globale d'une mole de charges élémentaires.
Point d'ébullitionLe point d'ébullition d'un liquide est, pour une pression donnée, la température à partir de laquelle il passe de l'état liquide à l'état gazeux s'il reçoit de la chaleur ; il entre alors en ébullition. Le point de condensation est le processus inverse, se produisant à la même température, auquel la vapeur se condense en fournissant de la chaleur. Le point d'ébullition « standard » d'un liquide est celui mesuré à une pression d'une atmosphère.
TempératureLa température est une grandeur physique mesurée à l’aide d’un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud, provenant du transfert thermique entre le corps humain et son environnement. En physique, elle se définit de plusieurs manières : comme fonction croissante du degré d’agitation thermique des particules (en théorie cinétique des gaz), par l’équilibre des transferts thermiques entre plusieurs systèmes ou à partir de l’entropie (en thermodynamique et en physique statistique).
Unité de masse atomique unifiéeLunité de masse atomique unifiée, de symbole « u », est une unité de mesure standard, utilisée pour exprimer la masse des atomes et des molécules. Cette unité n'appartient pas au Système international (SI), mais son usage est accepté avec lui. Depuis le , sa valeur a été totalement définie du fait que la valeur du nombre d'Avogadro a été fixée à exactement . Avant la redéfinition de la mole en 2019, sa valeur était obtenue expérimentalement. Elle était alors définie comme 1/12 de la masse d'un atome du nucléide C (), non lié, au repos et dans son état fondamental.
Electrolytic cellAn electrolytic cell is an electrochemical cell that utilizes an external source of electrical energy to force a chemical reaction that would otherwise not occur. The external energy source is a voltage applied between the cell′s two electrodes; an anode (positively charged electrode) and a cathode (negatively charged electrode), which are immersed in an electrolyte solution. This is in contrast to a galvanic cell, which itself is a source of electrical energy and the foundation of a battery.
