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Description illustration de l'article

5C204

Electrochimie et énergie

 

Mots clés : Production et stockage de l'électricité: accumulateurs, piles à combustible, cellules photovoltaïques ; Electrolyseurs industriels: Matériaux d’électrodes, membranes ; Semi-conducteurs ; Corrosion

Responsable

SALANNE Mathieu, Professeur, Laboratoire PHysicochimie des Electrolytes et Nanosystèmes InterfaciauX , Sorbonne Université

ECTS

Cours

TD

TP

Conférences Industrielles

Ecrit

CC

TP

Oral

Eval. répartie

6

32

 

 

12

80

 

 

20

non

Descriptif de l’UE

Cette UE est axée sur les applications de l'électrochimie au stockage et à l’utilisation de l'électricité, en liaison avec les concepts fondamentaux nécessaires à la compréhension du fonctionnement des cellules électrochimiques.
Un quart des enseignements se font avec la participation d’ingénieurs travaillant dans des grands groupes (EDF, SAFT-Total, Arkema, Cogema, Renault,…). Les étudiants acquièrent ainsi une bonne visibilité sur les procédés industriels et découvrent des débouchés pour leur projet personnel.
De par sa conception, l’UE s’adresse à un public diversifié qui se destine à une carrière industrielle ou académique dans le domaine des applications de l’Electrochimie et aux étudiants désireux de compléter leurs connaissances dans un domaine à fort impact sociétal.

Objectifs d’apprentissage

- Identifier les enjeux scientifiques, économiques et sociétaux liés à la production d’énergie électrique dans un grand pays industrialisé
- Savoir quels sont les grands procédés en électrochimie industrielle et identifier les concepts fondamentaux à la base du fonctionnement des cellules

PrErequis

Connaître les bases de la thermodynamique et de la cinétique électrochimiques enseignées en L3 (UE 3C011) : potentiel d’électrode, courbes courant-tension, transfert de charge, transport de matière

Langue(1)

Cours, TD, TP

Documents

Bibliographie

 

La majorité des cours sont dispensés en français ; toutefois, certaines conférences industrielles peuvent être présentées en anglais

Français et anglais

Français et anglais

(1) D’une manière générale, les documents de cours sont à rédiger en anglais. Les sujets d’examen sont en anglais ou accompagnés d’une explication en anglais s’il y a des étudiants non francophones.

ThEmes abordEs

 

I- Production et stockage d’énergie électrique
Piles, accumulateurs, super-condensateurs
Piles à combustible
Notions sur l’électrochimie des semi-conducteurs  – Cellules photovoltaïques
Les centrales électriques – Le cycle du combustible nucléaire

II- Matériaux pour l’électrochimie 
Matériaux d’électrodes pour générateurs et électrolyseurs ; membranes
Corrosion électrochimique ; lutte contre la corrosion

III- Utilisation de l’énergie électrique
Techniques membranaires et électro-membranaires
Electrolyseurs industriels : principes généraux de fonctionnement ;
Exemples d’électrolyseurs industriels : préparation du chlore, de la soude, de l’aluminium, du fluor… Ces exemples sont abordés sous la forme de conférences réalisées par des ingénieurs.

 

Bibliographie
- Electrochimie fondamentale
Electrochemical methods – Fundamentals and Applications, A.J. Bard, L.R. Faulkner, Wiley, 2ème édition (2001)

- Energie solaire et cellules photovoltaïques
Photoelectrochemical Materials and Energy Conversion Processes, R.C. Alkire, D.M. Kolb, J. Lipkowski, P.N. Ross, Wiley (2010)

- Stockage électrochimique de l’énergie
L’énergie : stockage électrochimique et développement durable, J.-M. Tarascon, Collège de France/Fayard (2011)

- Electrolyseurs industriels
Industrial Electrochemistry, D. Pletcher, F.C. Walsh, Chapman and Hall, 2ème édition (1990) ; ouvrage en version numérique : Springer Science & Business Media (2013)

- Corrosion
Corrosion Science and Technology, D.E.J. Talbot, J.D.R. Talbot, CRC Press (2010).