Les piles zinc-air (non-rechargeables) et les piles à combustible zinc-air (rechargeables mécaniquement) sont des accumulateurs métal-air tirant leur énergie de l'oxydation du zinc avec l'oxygène de l'air ambiant. Ces piles possèdent de hautes densités énergétiques et sont peu chères. Leur format varie des piles boutons pour les audioprothèses. à des formats intermédiaires, pouvant être utilisés dans des appareils telles les camérasLes piles zinc-air peuvent être utilisées pour remplacer les anciennes piles au mercure de , dont la production est désormais arrêtée., ainsi qu'en grands formats pouvant être utilisés dans les véhicules électriques.
Réaction
Lors de la décharge, les particules de zinc de l'anode baignent dans un électrolyte alors que le dioxygène de l'air réagit à la cathode, formant des ions hydroxyle qui attaquent le zinc métal en produisant du zincate (), ce qui libère par atome de zinc. Le zincate se décompose en oxyde de zinc (insoluble dans l'eau, il précipite hors de l'électrolyte), eau, et ions hydroxyle.
En théorie, la réaction produit une différence de potentiel de , mais en pratique, les piles fournissent plutôt à .
L'équation chimique s'écrit : Anode : Zn + 4OH− → Zn(OH)42− + 2e− (E0 = ) Fluide : Zn(OH)42− → ZnO + H2O + 2OH− Cathode : 1/2 + H2O + 2e− → 2OH− (E0 = , pH＝11) Total : 2Zn + → 2ZnO (E0 = et un courant de )
La cathode et l'anode sont séparées par une membrane perméable à l'eau et aux ions hydroxyles pour éviter l'attaque directe du zinc par l'oxygène, qui produirait de l'oxyde de zinc sans courant électrique.
En l'absence d'oxygène la pile ne se décharge pas spontanément. La réaction est irréversible : la pile n'est pas rechargeable.
La production de (une grosse pile bouton) selon cette réaction (et sans pertes) requiert 0,0187 moleCf. Ampère-heure#Équivalences, en notant que bien que de zinc produit de charges élémentaires de zinc (soit environ ) et de dioxygène (soit environ ), c'est-à-dire le contenu d'un litre d'air. Ce volume d'air requis est trop important pour permettre l'usage de pile zinc-air (ou plus généralement métal-air) dans un boîtier scellé.
Histoire
Notes et références Notes
Références
Voir aussi Articles connexes Accumulateur métal-air Pile électrique Pile bouton Format des piles et accumulateurs électriques Pile à combustible
Bibliographie
Liens externes Autobus propulsés à l'aide de batteries zinc-air Utilisations militaires des batteries zinc-air Utilisation des piles zinc-air pour des appareils auditifs
Pile, Zinc-Air Zinc Catégorie:Zinc