Les piles électrochimiques (TPE matière Histoire Géographie-Physique Chimie)

Thèmes abordés

électricité, piles électrochimiques, devenir des piles, accumulateurs, TPE, recyclage des piles, pile Volta, différents types de piles, oxydoréduction, acteur de la révolution industrielle;

Résumé du document

La pile, inventée par Alessandro Volta en 1800, a révolutionné le monde scientifique. Elle a également permis de nombreuses autres découvertes. Elle est toujours abondamment utilisée, mais en raison de son caractère polluant ses jours sont comptés. A partir de l'évolution et de l'étude du fonctionnement d'une pile ainsi que son rôle joué dans le développement industriel du XIXème siècle, nous nous posons la question du devenir de cette source d'énergie et de la maitrise de ses déchets dans le contexte écologique du XXIème siècle.
Dans une première partie, nous étudierons les innovations majeures de l'industrialisation du XIXe siècle. Nous expliquerons par la suite ce qu'est l'électricité ainsi que le fonctionnement de plusieurs piles. Enfin, nous verrons pourquoi le recyclage des piles est nécessaire avant d'aborder les différents procédés utilisés.

Extraits

[...] L'hydrométallurgie n'est pas encore très utilisée pour le recyclage des piles, mais cette méthode a l'avantage d'être moins énergivore. La pyrométallurgie est utilisée pour la majorité des piles et accumulateurs. Elles sont placées dans un four à une température de 1500°C. Le zinc, qui est oxydé, est ensuite filtré tandis que les gaz sont traités. Grâce à cette technique, zinc, manganèse et fer peuvent être réutilisés jusqu'à 95%. La société permettant le recyclage des piles se nomme SCRELEC. C'est une société anonyme créé en 1999. [...]

[...] -À la cathode Arrivés à la cathode, les électrons sont impliqués dans la réduction des ions cuivre II présents dans la solution : Cu2+ + 2e- Cu -Dans le pont électrolytique Dans le pont électrolytique (ou pont salin), deux ions chlorure (Cl ) dérivent vers la solution de sulfate de zinc ; alors que deux ions potassium + ) traversent le pont salin pour rééquilibrer la solution de cuivre. Le pont électrolytique sert ainsi à fermer le circuit électrique, tout en assurant aux deux demi-piles des potentiels différents. III) la pile face aux enjeux du XXIe siècle III) 1. POURQUOI RECYCLER ? [...]

[...] Les piles sont ensuite expédiées vers un centre de tri agréé. Elles sont triées selon plusieurs catégories : -piles salines et alcalines -piles au lithium -piles bouton Elles sont ensuite emmenées vers un centre de recyclage agréé. Schéma représentant le cycle de recyclage et de remise sur le marché d'une pile Il y a différentes méthodes de traitement des piles. La première est un traitement thermique, ou pyrolyse. Elle est la plus utilisée mais est malheureusement polluante. Ces techniques s'appliquent aux piles à haute teneur en mercure et aux accumulateurs au cadmium. [...]

[...] La dernière directive mise en place pour améliorer le recyclage des piles date de 2006. Cette directive a pour objectif d'augmenter le recyclage des piles à 25% en 2012, et jusqu'à 45% en 2016. Elle a pour but de recycler tous les types de piles et d'accumulateur, et de restreindre l'utilisation de mercure et de cadmium dans leur fabrication. fonctionnement On pourrait retenir cinq étapes majeures dans le recyclage des piles. Tout d'abord, la collecte : c'est la base du recyclage. La collecte est le gros point faible du recyclage. [...]

[...] Le recyclage des piles est un point très important de la logique écologique. En plus d'être très utilisée, la pile est un des éléments les plus toxiques dans la consommation des ménages. Néanmoins, seulement 1/3 des piles vendues sont collectées pour être recyclé. Au contraire, rapporter ses piles usagées aux points de collectes comme les grandes surfaces, les mairies et autres déchèteries, permettraient de grandement réduire la pollution qu'elles entrainent. Les piles usagées seront ainsi transportées vers l'un des neuf sites de recyclages en France, pour être transformées en nouvelles piles ou, par exemple, en carrosseries de voiture. [...]