TECHNOLOGIE HYDROGÈNE ET PILES À COMBUSTIBLE

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1 TECHNOLOGIE HYDROGÈNE ET PILES À COMBUSTIBLE Guide d utilisation et schémas de montage TUTORIAL Student Set & TUTORIAL Teacher Set

2 Consignes générales de sécurité Les dispositifs doivent être utilisés et mis en service uniquement par une personne compétente. ATTENTION! Ne doit pas être utilisé par un enfant de moins de 12 ans. Lisez les instructions d'utilisation avant la mise en service du dispositif, respectez-les et gardez-les à portée de main. Le dispositif doit être utilisé uniquement avec les modules solaire h-tec (Solar Module Basic, n réf. 2086, Solar Module Tutorial, n réf. A113, Solar Module Tutorial Double, n réf. A118), le boîtier à piles h-tec (BatteryBox, n réf. A115) ou l'adaptateur secteur h-tec (PowerSupply, n réf. 2033). Portez des lunettes de protection. Les dispositifs et les gaz doivent être utilisés et tenus hors de la portée des enfants. L'adaptateur secteur n'est pas un jouet! Avant tout nettoyage avec des liquides, déconnectez l'adaptateur secteur ou le module solaire du dispositif! Les connecteurs ne doivent pas être inversés ou court-circuités, sauf indication contraire. Les dispositifs ne doivent pas être utilisés vides. Veillez à ce qu'ils contiennent toujours suffi samment d'eau. Respectez les niveaux de remplissage maximal. Éloignez les gaz, les vapeurs ou les liquides infl ammables du voisinage de la pile à combustible et de la cellule électrolytique. Les matières catalytiques qu'elles contiennent risquent de déclencher une combustion spontanée. De l'hydrogène et de l'oxygène peuvent s'échapper des dispositifs. Évitez que les gaz ne s'accumulent et ne forment des mélanges explosifs et utilisez les dispositifs uniquement dans des espaces correctement aérés. Les dispositifs peuvent être utilisés dans une enceinte vitrée, si une aération suffi sante est garantie en toutes circonstances. L'utilisateur s'en assurera en effectuant les mesures correspondantes. Éloignez toutes les substances susceptibles de provoquer une combustion de l'hydrogène, de la périphérie des dispositifs (feu ouvert, substances dotées d'une éventuelle charge électrostatique, substances à pouvoir catalytique). Éloignez de l'environnement des dispositifs toutes les substances qui peuvent s'auto-enfl ammer si la concentration en oxygène est plus importante. Évitez de fumer. Les tubes, le bouchon d'arrêt et les réservoirs à gaz servent à équilibrer les pressions. Évitez de les fi xer ou de les attacher à l'aide de pinces, d'adhésifs ou d'autres moyens similaires. Pour le stockage des gaz, utilisez exclusivement les réservoirs fournis avec les dispositifs. Ne reliez jamais d'autres réservoirs à gaz. Les dispositifs doivent être utilisés uniquement à température et à pression ambiantes. ATTENTION! Respectez la distance minimale lorsque vous utilisez le module solaire et une source lumineuse. Si vous utilisez le projecteur h-tec Spotlight, maintenez-le à au moins 50 cm du module solaire, 30 cm si vous utilisez le projecteur Videolight. Le non respect des distances peut entraîner la détérioration du panneau. Si vous utilisez un projecteur d'un autre fabricant, veillez à respecter la distance recommandée par ce dernier. ATTENTION! La température de la surface du module solaire peut s'élever de façon importante après une certaine durée de fonctionnement. Prévenez vos étudiants des dangers éventuels et surveillez la réalisation des expériences. h-tec ne saurait être tenu responsable d'aucun dommage en cas de non-respect de ces consignes de sécurité. Selon leur fonction, les cellules h-tec sont reconnaissables à leur couleur. jaune: pile à combustible réversible qui peut également être utilisée comme cellule électrolytique bleu: cellule électrolytique rouge: pile à combustible Häufi g verwendete Abkürzungen: FC: EL: RFC: Pile à combustible Cellule électrolytique Reversible Fuel Cell. Pile à combustible réversible qui se peut utilisée comme électrolytique DMFC: Direct Methanol Fuel Cell (Direkt-Methanol-Brennstoffzelle)Pile à combustible à méthanol direct PEM: MEP: Proton Ex change Membrane (Protonen-Austausch-Membran) Membran échangeuse de protons

3 Sommaire Avertissement Objectif - Introduction Conditions d utilisation Utilisation des plans de montage Contenu du coffret Expérience n 1 : Énergie solaire Expérience n 2 : Production et stockage d'hydrogène à l'aide d'énergie solaire Expérience n 3 : Système hydrogène-solaire - H 2 /O 2 Expérience n 4 : Système hydrogène-solaire - H 2 /Air Expérience n 5 : Véhicule à pile à combustible et station-service à hydrogène alimentée par module solaire Expérience n 6 : Système hydrogène-solaire avec pile à combustible réversible - H 2 /O 2 Expérience n 7 : Système hydrogène-solaire avec pile à combustible réversible - H 2 /Air Expérience n 8 : Pile à combustible à méthanol direct Expérience n 9 : Pile à combustible démontable Utilisation des supports muraux aimantés Caractéristiques techniques Résolution de problèmes Conseils d entretien 1

4 Avertissement Les présentes instructions d'utilisation sont destinées à la personne chargée de superviser les expériences. Veuillez lire les instructions d'utilisation avant de commencer toute expérience. Effectuez les opérations dans l'ordre indiqué et gardez ces instructions à portée de main. Lisez attentivement les consignes de sécurité générales. Ce produit ne doit être mis en service ou utilisé que sous la surveillance d'un responsable. Important. Comme pour les piles réelles, la gestion de l'eau est un paramètre critique pour le bon fonctionnement de la pile didactique. La membrane doit être suffi samment humide pour permettre les transferts ioniques, sans être noyée pour permettre le passage des gaz. A cet égard, nous recommandons la lecture attentive des section dépannage et entretien à la fi n de ce manuel. Objectif Introduction Face au réchauffement climatique prévu, aggravé par l'augmentation des besoins énergétiques mondiaux et la raréfaction des ressources en charbon, pétrole et gaz, le développement de nouvelles sources d'énergie est devenu l'un des défi s majeurs du 21e siècle. À ce titre, l'utilisation de l'hydrogène comme vecteur énergétique revêt une importance particulière. Il est en effet possible de produire de l'électricité directement à partir d'hydrogène et d'oxygène à l'aide d'une pile à combustible. Ce processus ne produit qu'un seul résidu : de l'eau. L'hydrogène nécessaire peut à son tour être produit directement en décomposant de l'eau en hydrogène et en oxygène à l'aide de l'électricité générée, par exemple par un module solaire. Le principe de base de cette transformation s'appelle l'électrolyse. Les deux processus constituent ensemble le cycle de l'hydrogène solaire. Les piles contenues dans ce kit peuvent être utilisées dans les deux cas : pour générer de l'électricité et produire de l'hydrogène. Des expériences simples permettent d'illustrer toutes les étapes du cycle de l'hydrogène solaire. Ce principe simple, qui fonctionne à petite comme à grande échelle, contribue à préserver les ressources et protéger l'environnement. Il n'est donc pas étonnant que tous les spécialistes de la pile à combustible prévoient un bel avenir à cette technologie. Ce guide explique le montage, la mise en service et le fonctionnement des kits «Tutorial Student Set», et «Tutorial Teacher Set». Vous trouverez également des suggestions d'utilisation des différents dispositifs dans le cours. Toute l'équipe h-tec vous souhaite une plongée captivante dans l'univers des énergies renouvelables de demain grâce aux expériences que nous vous proposons d'effectuer. Utilisation appropriée Les dispositifs décrits dans ce guide illustrent les modes de fonctionnement de la pile à combustible à membrane échangeuse de protons (MEP) et de la cellule électrolytique à MEP et permettent de les appréhender par des mesures techniques. Ces dispositifs ont été conçus exclusivement à des fi ns d'apprentissage et de démonstration. Toute autre utilisation est interdite. ATTENTION! L'hydrogène (H 2 ) et l'oxygène (O 2 ) réagissent au contact l'un de l'autre dans la pile à combustible. Ces gaz présentent des risques s'ils sont manipulés de façon inappropriée. Pour éviter tout accident, il est impératif de respecter scrupuleusement les consignes de sécurité lors de l'utilisation des dispositifs. Utilisation des plans de montage Tous les composants sont dotés d'aimants. La préparation d'une expérience s'effectuera sans problème et en toute sécurité à condition de placer correctement le plan de montage sur la plaque métallique. Positionnez les différents composants aux emplacements indiqués sur le plan. Glossaire. MEP Membrane Echangeuse de Protons. 2

5 Contenu du coffret 1 pile à combustible réversible RFC H 2 /O 2 /Air n réf. R103 1 cellule électrolytique Cell5 n réf. E103 Pile à combustible réversible, Cellule électrolytique Pile à combustible à MEP, Pile à combustible à méthanol direct 1 pile à combustible à membrane échangeuse de protons démontable PEMFC Kit n réf. F107 1 pile à combustible à méthanol direct n réf. F111 (disponible uniquement dans le Tutorial Teacher Set T103) 2 réservoirs à gaz Storage 30 - n réf. A103 Réservoir de compensation Côté électrolyse Réservoir à gaz Côté pile à combustible Les réservoirs à gaz sont gradués et le réservoir de compensation présente deux indicateurs de niveau. Si vous utilisez les réservoirs à gaz en mode réversible (mode électrolyse et mode pile à combustible, expériences 6 et 7), utilisez le niveau supérieur. Utilisez le niveau inférieur uniquement en mode pile à combustible (expériences 3, 4 et 5). : Respectez scrupuleusement les instructions de montage pour le remplissage des réservoirs. 1 module solaire Solar Module Tutorial n réf. A113 1 ventilateur Fan Tutorial - n réf. A105 1 plaque de montage Experimentation Plate n réf. A111 3

6 1 châssis de véhicule Vehicle Plate - n réf. A107 Support de batterie 1 support de batterie BatteryBox - n réf. A115 1 adaptateur secteur PowerSupply - n réf Adaptateur secteur 4 câbles de connexion 2 mm - n réf. A130/A131 4 adaptateurs 2 mm pour fi ches de sécurité 4 mm - n réf. A122 1 ensemble de tubes souples TubeSet - n réf. A121 5 supports muraux aimantés Tutorial Holder Set n réf. A127 (disponibles uniquement dans le Tutorial Teacher Set) 6 capuchons pour connecteurs gaz n réf. A123 1 bouchon d'arrêt pour l'entrée d'air n réf. A124 Capuchon Bouchon d'arrêt ainsi qu'un livre d'accompagnement «Guide de l'expérimentation» (n réf. 2066), un fl acon à eau de 250 ml (n réf. A126), une paire de lunettes de protection, une solution de méthanol concentrée à 3 % et une pipette (uniquement pour les kits fournis en Europe) 4

7 Expérience n 1 : Énergie solaire Présentation L'objectif de cette expérience est de convertir l'énergie lumineuse captée par le module solaire en électricité. Le récepteur électrique permet de matérialiser l'existence de l'énergie produite. Durée de montage : environ 1 minute Durée de l'expérience : environ 1 minute Expériences du livre d'accompagnement Caractéristique courant-tension, caractéristique de puissance et rendement du module solaire (2.2). Dispositifs et matériel Vous devez réunir les éléments suivants pour réaliser cette expérience : 1 module solaire 1 ventilateur 1 plaque de montage (châssis) 1 source lumineuse (Spotlight h-tec, par exemple) 2 câbles de connexion 2 mm munis, le cas échéant, de 2 adaptateurs 2 mm pour connecteurs de sécurité 4 mm 5

8 Montage/Installation 1. Installez le module solaire et le ventilateur sur la plaque de montage (Fig. 1.1) ou installez le module solaire sur le châssis du véhicule (Fig. 1.2). 2. Reliez le module solaire aux connecteurs du ventilateur ou du moteur à l'aide des câbles. Veillez à respecter la polarité (rouge = «+», noir = «-»). 3. Si le module solaire est suffi samment éclairé, le ventilateur ou le moteur se met en marche. Si l'éclairage est insuffi sant, vous pouvez utiliser une lampe halogène puissante (Spotlight h-tec de 75 W)

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10 Expérience n 2 : Production et stockage d'hydrogène à l'aide d'énergie solaire (sur la base de l'expérience n 1) Présentation L'objectif de cette expérience est d'alimenter la cellule électrolytique (ou la pile à combustible réversible utilisée en mode électrolyse) avec l'énergie électrique produite. La cellule électrolytique décompose l'eau en gaz hydrogène et oxygène qui sont recueillis dans leurs réservoirs respectifs. Durée de montage : environ 3 minutes Durée de l'expérience : de 5 à 15 minutes environ (selon le volume de gaz à produire) Expériences du livre d'accompagnement Décomposition de l'eau avec observation des volumes d'hydrogène et d'oxygène produits (2.1). Caractéristique courant-tension, caractéristique de puissance et rendement du module solaire (2.2). Caractéristique courant-tension de la cellule électrolytique à MEP (2.3). Rendement énergétique et Faraday de la cellule électrolytique à MEP (2.4). Dispositifs et matériel Vous devez réunir les éléments suivants pour réaliser cette expérience : 1 cellule électrolytique 2 réservoirs à gaz 1 module solaire 1 plaque de montage 1 ensemble de tubes (4 courts et 2 longs) 2 colliers de serrage 1 fl acon rempli d'eau distillée 1 source lumineuse (h-tec Spotlight, par exemple) 1 paire de lunettes de protection 2 câbles de connexion 2 mm munis, le cas échéant, de 2 adaptateurs 2 mm pour fi ches de sécurité 4 mm 9

11 Montage/Installation 1. Installez les deux réservoirs à gaz et la cellule électrolytique sur la plaque de montage comme indiqué sur le schéma. 2. Raccordez les connecteurs inférieur et supérieur de la cellule électrolytique aux connecteurs correspondants côté électrolyse de chaque réservoir à l'aide de quatre tubes courts. 3. Montez un tube long sur le connecteur côté pile à combustible de chaque réservoir. Glissez un collier sur chaque tube, puis serrez les deux colliers (Fig. 2.1). 4. Remplissez les deux réservoirs avec de l'eau distillée jusqu' à la marque supérieure du réservoir d expansion Desserrez l'un après l'autre les colliers des tubes montés sur le côté pile à combustible des réservoirs à gaz. De l'air s'échappe des réservoirs et de la cellule électrolytique. Le processus est terminé lorsque le niveau d'eau ne descend plus dans les réservoirs (Fig. 2.2). Resserrez alors aussitôt les colliers. 6. Connectez le module solaire à la cellule électrolytique à l'aide des câbles de connexion (Fig. 2.3). Veillez à respecter la polarité (rouge = «+», noir = «-»). Production de gaz 1. Si le module solaire est suffi samment éclairé, la cellule électrolytique commence à produire de l'hydrogène et de l'oxygène dans un rapport de 2 pour 1 (Fig. 2.4). 2.2 Si l'éclairage est insuffi sant, vous pouvez utiliser une lampe halogène puissante (Spotlight h-tec de 75 W, par exemple), le boîtier pile ou l'adaptateur secteur fourni avec le kit. 2. Lorsque les réservoirs à gaz sont pleins, le surplus de gaz s'échappe sous forme de bulles. Vidange des réservoirs 1. Pour vider les réservoirs, démontez les réservoirs et la pile à combustible de la plaque de montage et versez l'eau dans un collecteur

12 Expérience n 3 : Système hydrogène-solaire - H 2 /O 2 (sur la base de l'expérience n 2) Présentation L'objectif de cette expérience est de générer de l'énergie électrique à partir des gaz recueillis dans les réservoirs. La pile à combustible est alimentée en gaz et convertit l'énergie chimique en électricité et en chaleur. Le récepteur électrique permet de matérialiser l'existence de l'énergie produite. Durée de montage : environ 5 minutes Durée de l'expérience : environ 10 minutes Expériences du livre d'accompagnement Décomposition de l'eau avec observation des volumes d'hydrogène et d'oxygène produits (2.1). Caractéristique courant-tension, caractéristique de puissance et rendement du module solaire (2.2). Caractéristique courant-tension de la cellule électrolytique à MEP (2.3). Rendement énergétique et Faraday de la cellule électrolytique à MEP (2.4). Caractéristique courant-tension, caractéristique de puissance de la pile à combustible à MEP (2.5). Rendement énergétique et Faraday de la pile à combustible à MEP (2.6). Dispositifs et matériel Vous devez réunir les éléments suivants pour réaliser cette expérience : 1 cellule électrolytique 1 pile à combustible réversible 2 réservoirs à gaz 1 module solaire 1 ventilateur 1 plaque de montage 6 tubes courts 1 bouchon d'arrêt 2 capuchons 1 fl acon rempli d'eau distillée 1 source lumineuse (h-tec Spotlight, par exemple) 1 paire de lunettes de protection 4 câbles de connexion 2 mm munis, le cas échéant, de 4 adaptateurs 2 mm pour fi ches de sécurité 4 mm 13

13 Montage/Installation 1. Installez les deux réservoirs à gaz et la cellule électrolytique sur la plaque de montage comme indiqué sur le schéma. 2. Raccordez les connecteurs inférieur et supérieur de la cellule électrolytique aux connecteurs correspondants côté électrolyse de chaque réservoir à l'aide de quatre tubes courts (Fig. 3.1). 3. Installez la pile à combustible sur la plaque de montage. Raccordez les connecteurs supérieurs de la pile à combustible aux connecteurs côté pile à combustible du réservoir à l'aide de deux tubes courts. Vérifi ez que le bouchon d'arrêt est installé. 4. Fermez les connecteurs inférieurs de la pile à combustible (Fig. 3.2). avec des capuchons Remplissez les deux réservoirs avec de l'eau distillée jusqu' à la marque supérieure du réservoir d expansion. 6. Retirez les capuchons l'un après l'autre des deux côtés de la pile à combustible. De l'air s'échappe des réservoirs, de la cellule électrolytique et de la pile à combustible. Le processus est terminé lorsque le niveau d'eau ne descend plus dans les réservoirs (Fig. 3.3). Replacez alors aussitôt les capuchons sur les connecteurs inférieurs de la pile à combustible. Veillez à ce que de l'eau ne s'introduise pas dans la pile à combustible réversible. 7. Installez le module solaire sur la plaque de montage et connectez le à la cellule électrolytique à l'aide des câbles (Fig. 3.4). Veillez à respecter la polarité (rouge = «+», noir = «-») Installez le ventilateur sur la plaque de montage et connectez le à la pile à combustible à l'aide des câbles. Veillez à respecter la polarité (rouge = «+», noir = «-»). Production de gaz 1. Si le module solaire est suffi samment éclairé, la cellule électrolytique commence à produire de l'hydrogène et de l'oxygène dans un rapport de 2 pour 1 (Fig. 3.5). Si l'éclairage est insuffi sant, vous pouvez utiliser une lampe halogène puissante (Spotlight h-tec de 75 W, par exemple), le boîtier piles ou l'adaptateur secteur fourni avec le kit Lorsque les réservoirs à gaz sont pleins, l excédent de gaz s'échappe sous forme de bulles. Mise en service de la pile à combustible 1. Retirez les capuchons des deux côtés de la pile à combustible et laissez environ 10 cm 3 des gaz recueillis s'introduire dans la pile à combustible. L'air restant dans les tubes et la pile à combustible s'échappe. Replacez alors aussitôt les capuchons. 2. De l'électricité est produite et de l'eau se forme à partir des gaz qui se trouvent dans la pile à combustible. Le ventilateur se met en marche. Si vous débranchez la source d'alimentation et donc arrêtez la production de gaz, la pile à combustible continue à générer de l'électricité jusqu'à épuisement des gaz dans les réservoirs. Par contre, si la production de gaz reste active, la pile à combustible génère de l'électricité en continu. 3.4 Vidange des réservoirs 1. Pour vider les réservoirs, démontez les réservoirs et la pile à combustible de la plaque de montage et versez l'eau dans un collecteur

14 Expérience n 4 : Système hydrogène-solaire - H 2 /Air (sur la base de l'expérience n 2) Présentation L'objectif de cette expérience est de générer de l'énergie électrique à partir de l'hydrogène recueilli dans le réservoir et de l'oxygène contenu dans l'air. La pile à combustible est alimentée en hydrogène et convertit l'énergie chimique en électricité et en chaleur. Le récepteur électrique permet de matérialiser l'existence de l'énergie produite. Durée de montage : environ 5 minutes Durée de l'expérience : environ 10 minutes Expériences du livre d'accompagnement Décomposition de l'eau avec observation des volumes d'hydrogène et d'oxygène produits (2.1). Caractéristique courant-tension, caractéristique de puissance et rendement du module solaire (2.2). Caractéristique courant-tension de la cellule électrolytique à MEP (2.3). Rendement énergétique et Faraday de la cellule électrolytique à MEP (2.4). Caractéristique courant-tension, caractéristique de puissance de la pile à combustible à MEP (2.5 en mode air). Rendement énergétique et Faraday de la pile à combustible à MEP (2.6 en mode air). Dispositifs et matériel Vous devez réunir les éléments suivants pour réaliser cette expérience : 1 cellule électrolytique 1 pile à combustible réversible 2 réservoirs à gaz 1 module solaire 1 ventilateur 1 plaque de montage 5 tubes courts 2 capuchons 1 fl acon rempli d'eau distillée 1 paire de lunettes de protection 1 source lumineuse (un projecteur h-tec, par exemple) 4 câbles de connexion 2 mm munis, le cas échéant, de 4 adaptateurs 2 mm pour fi ches de sécurité 4 mm 17

15 Montage/Installation 1. Installez les deux réservoirs à gaz et la cellule électrolytique sur la plaque de montage comme indiqué sur le schéma. 2. Raccordez les connecteurs inférieur et supérieur de la cellule électrolytique aux connecteurs correspondants côté électrolyse de chaque réservoir à l'aide de quatre tubes courts (Fig. 4.1). 3. Installez la pile à combustible sur la plaque de montage. Raccordez le connecteur côté pile à combustible du réservoir à hydrogène au connecteur supérieur côté hydrogène de la pile à combustible à l'aide d'un tube court (Fig. 4.2). 4. Fermez avec des capuchons le connecteur inférieur côté hydrogène de la pile à combustible et le connecteur côté pile à combustible du réservoir à oxygène Remplissez les deux réservoirs avec de l'eau distillée jusqu' à la marque inférieure du réservoir d expansion. 6. Ouvrez le capuchon du connecteur inférieur de la pile à combustible et celui du connecteur côté pile à combustible du réservoir à oxygène. De l'air s'échappe des réservoirs, de la cellule électrolytique et de la pile à combustible. Le processus est terminé lorsque le niveau d'eau ne descend plus dans les réservoirs (Fig. 4.3). Refermez le capuchon du connecteur de la pile à combustible et celui du connecteur du réservoir à oxygène. Veillez à ce que de l'eau ne s'introduise pas dans la pile à combustible Installez le module solaire sur la plaque de montage et connectez le à la cellule électrolytique à l'aide des câbles (Fig. 4.4). Veillez à respecter la polarité (rouge = «+», noir = «-»). 8. Installez le ventilateur sur la plaque de montage et connectez le á la pile à combustible à l'aide des câbles. Veillez à respecter la polarité (rouge = «+», noir = «-»). Production de gaz 1. Si le module solaire est suffi samment éclairé, la cellule électrolytique commence à produire de l'hydrogène et de l'oxygène dans un rapport de 2 pour 1 (Fig. 4.5). Si l'éclairage est insuffi sant, vous pouvez utiliser une lampe halogène puissante (Spotlight h-tec de 75 W, par exemple), le boîtier piles ou l'adaptateur secteur fourni avec le kit Lorsque les réservoirs à gaz sont pleins, l excédent de gaz s'échappe sous forme de bulles. Mise en service de la pile à combustible 1. Ouvrez le bouchon d'arrêt situé sur le côté oxygène de la pile à combustible. 2. Ouvrez le capuchon côté hydrogène de la pile à combustible et laissez environ 10 cc d'hydrogène passer du réservoir à la pile à combustible. L'air restant dans les tubes et la pile à combustible s'échappe. 3. Refermez le capuchon. 4. La pile utilise l'hydrogène produit et l'oxygène contenu dans l'air pour générer de l'électricité. Cette réaction s'accompagne de formation d'eau et d'un faible dégagement de chaleur. Le ventilateur se met en marche. 4.4 Si vous débranchez la source d'alimentation et donc arrêtez la production de gaz, la pile à combustible continue à générer de l'électricité jusqu'à épuisement du gaz dans le réservoir. Par contre, si la production de gaz reste active, la pile à combustible génère de l'électricité en continu. Vidange des réservoirs 1. Pour vider les réservoirs, démontez les réservoirs et la pile à combustible de la plaque de montage et versez l'eau dans un collecteur

16 Expérience n 5 : Véhicule à pile à combustible et stationservice à hydrogène solaire Présentation L'objectif de cette expérience est d'utiliser l'énergie lumineuse pour produire de l'hydrogène. La cellule électrolytique (ou la pile à combustible réversible en mode électrolyse) décompose l'eau en hydrogène et en oxygène. L'hydrogène est stocké dans un réservoir pour une utilisation ultérieure. Durée de montage : environ 3 minutes Durée de l'expérience : de 5 à 15 minutes environ (selon le volume de gaz produit) Expériences du livre d'accompagnement Caractéristique courant-tension, caractéristique de puissance et rendement du module solaire (2.2). Caractéristique courant-tension de la cellule électrolytique à MEP (2.3). Rendement énergétique et Faraday de la cellule électrolytique à MEP (2.4). Dispositifs et matériel 1 fl acon rempli d'eau distillée 1 embout de remplissage 1 paire de lunettes de protection Vous avez besoin des éléments suivants pour le montage de la station service : 1 cellule électrolytique 1 réservoir à gaz 1 module solaire 1 plaque de montage 2 tubes courts 1 tube long muni d'un collier de serrage 2 câbles de connexion 2 mm munis, le cas échéant, de 2 adaptateurs 2 mm pour fi ches de sécurité 4 mm 1 tube de raccord 1 source lumineuse (h-tec Spotlight, par exemple) Vous avez besoin des éléments suivants pour le montage du véhicule : 1 pile à combustible réversible 1 châssis 1 tube court 1 tube moyen muni d'un collier de serrage 2 capuchons 21

17 Montage (station-service) 1. Installez le réservoir à gaz et la cellule électrolytique sur la plaque de montage comme indiqué sur le schéma. 2. Raccordez les connecteurs côté électrolyse du réservoir aux connecteurs de la cellule électrolytique côté hydrogène à l'aide de deux tubes courts. 3. Placez un tube long sur le connecteur côté pile à combustible du réservoir à hydrogène et posez un collier de serrage sur ce tube (Fig. 5.1). Serrez le collier Remplissez le réservoir avec de l'eau distillée jusqu'à la marque supérieure du réservoir d expansion. 5. Desserrez le collier. De l'air s'échappe du réservoir et de la cellule électrolytique. Le processus est terminé lorsque le niveau d'eau ne descend plus. Resserrez alors aussitôt le collier (Fig. 5.2). 6. Fixez l'embout de remplissage sur le fl acon et remplissez d eau le côté oxygène de la cellule électrolytique par son connecteur inférieur (Fig. 5.3). 7. Raccordez le module solaire à la cellule électrolytique à l'aide des câbles de connexion électriques. (Fig. 5.4). Veillez à respecter la polarité (rouge = «+», noir = «-»). Production de gaz Si le module solaire est suffi samment éclairé, la cellule électrolytique commence à produire de l'hydrogène et de l'oxygène dans un rapport de 2 pour 1. Si l'éclairage est insuffi sant, vous pouvez utiliser une lampe halogène puissante (Spotlight h-tec par exemple), le boîtier piles ou l'adaptateur secteur fourni avec le kit. 2. Lorsque le réservoir à gaz est plein, l excédent de gaz s'échappe sous forme de bulles. Montage/Ravitaillement (véhicule à pile à combustible) 1. Fermez les deux connecteurs côté électrolyse du réservoir à gaz avec deux capuchons et installez un tube court sur le connecteur côté pile à combustible du réservoir. 2. Montez un tube moyen muni d'un collier de serrage sur le connecteur inférieur côté hydrogène de la pile à combustible, puis serrez le collier. 3. Raccordez par un tube court le réservoir au connecteur supérieur de la pile à combustible côté hydrogène. 4. Installez la pile à combustible et le réservoir sur le châssis et connectez le moteur à la pile à combustible à l'aide des câbles. Veillez à respecter la polarité (rouge = «+», noir = «-») (Fig. 5.5). 5. Remplissez le réservoir avec de l'eau distillée jusqu' à la marque inférieure du réservoir d expansion. 6. Desserrez le collier. De l'air s'échappe du réservoir et de la pile à combustible. Le processus est terminé lorsque le niveau d'eau ne descend plus. Resserrez alors aussitôt le collier. Veillez à ce que le tube de ravitaillement de la station-service ne contienne pas d'eau. Le cas échéant, purgez le tube en desserrant le collier pendant un court instant. 7. Pour le ravitaillement, reliez le tube du véhicule et celui de la station-service à l'aide du tube de raccord, puis desserrez les deux colliers. Par équilibrage des pressions, les deux réservoirs se remplissent à moitié (Fig. 5.6). 8. Resserrez les deux colliers et détachez les tubes. Le véhicule est prêt à être mis en route. Vérifi ez que le bouchon d'arrêt côté oxygène de la pile à combustible est ouvert. Vidange des réservoirs 1. Pour vider les réservoirs, démontez les réservoirs et la pile à combustible de la plaque de montage (du châssis) et versez l'eau dans un collecteur

18 Expérience n 6 : Système hydrogène-solaire avec pile à combustible réversible - H 2 /O 2 Présentation L'objectif de cette expérience est, dans un premier temps, d'utiliser la pile à combustible réversible en mode électrolyse pour produire de l'hydrogène et de l'oxygène et de les stocker dans des réservoirs. Ensuite, on utilisera le mode pile à combustible pour reconvertir l'énergie chimique accumulée en électricité. Le récepteur électrique permet de matérialiser l'existence de l'énergie produite. Durée de montage : environ 5 minutes Durée de l'expérience : environ 10 minutes Expériences du livre d'accompagnement Décomposition de l'eau avec observation des volumes d'hydrogène et d'oxygène produits (2.1). Caractéristique courant-tension, caractéristique de puissance et rendement du module solaire (2.2). Caractéristique courant-tension de la cellule électrolytique à MEP (2.3). Rendement énergétique et Faraday de la cellule électrolytique à MEP (2.4). Caractéristique courant-tension, caractéristique de puissance de la pile à combustible à MEP (2.5). Rendement énergétique et Faraday de la pile à combustible à MEP (2.6). Dispositifs et matériel Vous devez réunir les éléments suivants pour réaliser cette expérience : 1 pile à combustible réversible 2 réservoirs à gaz 1 module solaire 1 ventilateur (pour un montage fi xe) 1 châssis 2 tubes moyens 6 capuchons 1 bouchon d'arrêt 1 paire de lunettes de protection 1 fl acon rempli d'eau distillée 1 source lumineuse (Spotlight h-tec, par exemple) 2 câbles de connexion 2 mm munis, le cas échéant, de 2 adaptateurs 2 mm pour connecteurs de sécurité 4 mm 25

19 Montage/Installation 1. Installez les deux réservoirs à gaz et la pile à combustible réversible sur la plaque de montage ou sur le châssis comme indiqué sur le schéma. 2. Raccordez les connecteurs inférieurs de la pile à combustible réversible aux connecteurs correspondants côté pile à combustible de chaque réservoir à l'aide de deux tubes moyens. 3. Fermez avec des capuchons les connecteurs côté électrolyse de chaque réservoir à gaz et les connecteurs à gaz supérieurs de la pile à combustible réversible (Fig. 6.1). 4. Remplissez les deux réservoirs avec de l'eau distillée jusqu' à la marque supérieure du réservoir d expansion Ouvrez l'un après l'autre les capuchons des deux côtés de la pile à combustible. De l'air s'échappe des réservoirs à gaz et de la pile à combustible et de l'eau rentre dans la pile (Fig. 6.2). Ce processus est terminé lorsque de l'eau s'écoule des connecteurs à gaz supérieurs. Refermez alors aussitôt les connecteurs à gaz avec les capuchons. Le passage de l'eau à l'intérieur de la pile est bien visible. Des bulles d'air peuvent toutefois se former et perturber le système. Poursuivez ce processus jusqu'à disparition des bulles d'air. 6. Branchez le module solaire aux connecteurs de la pile à combustible réversible à l'aide des câbles de connexion (Fig. 6.3). Veillez à respecter la polarité (rouge = «+», noir = «-»). Production de gaz 1. Si le module solaire est suffi samment éclairé, la pile à combustible réversible commence à produire de l'hydrogène et de l'oxygène dans un rapport de 2 pour 1 (Fig. 6.4). 6.2 Si l'éclairage est insuffi sant, vous pouvez utiliser une lampe halogène puissante (Spotlight h-tec, par exemple), le boîtier piles ou l'adaptateur secteur fourni avec le kit. 2. Lorsque les réservoirs à gaz sont pleins, l excédent de gaz s'échappe sous forme de bulles. 3. Continuez l électrolyse jusqu à consommation complète de l eau dans la pile. Mise en service de la pile à combustible 1. Débranchez l'alimentation et reliez le ventilateur ou le moteur (Fig. 6.5). La pile utilise le gaz produit pour générer de l'électricité. Ce processus s'accompagne de formation d'eau et d'un faible dégagement de chaleur Le niveau de gaz descend. Une fois les gaz consommés, la pile se remplit d eau et le récepteur électrique s'arrête. 3. Rebranchez le module solaire. La production de gaz redémarre. Veillez à ce que le côté oxygène de la pile soit suffi samment hydraté. Remplissez à nouveau la pile, le cas échéant. Vidange des réservoirs 1. Pour vider les réservoirs, démontez les réservoirs et la pile à combustible de la plaque de montage (ou du châssis) et versez l'eau dans un collecteur

20 Expérience n 7 : Système hydrogène-solaire avec pile à combustible réversible - H 2 /Air Présentation L'objectif de cette expérience est, dans un premier temps, d'utiliser la pile à combustible réversible en mode électrolyse pour produire de l'hydrogène et le stocker dans un réservoir. Ensuite, nous utiliserons la pile en mode pile à combustible pour générer à nouveau de l'énergie électrique à partir de l'oxygène contenu dans l'air et de l'énergie chimique de l'hydrogène qui a été recueilli. Le récepteur électrique permet de matérialiser l'existence de l'énergie produite. Durée de montage : environ 5 minutes Durée de l'expérience : environ 10 minutes Expériences du livre d'accompagnement Caractéristique courant-tension, caractéristique de puissance et rendement du module solaire (2.2). Caractéristique courant-tension, caractéristique de puissance de la pile à combustible à MEP (2.5 en mode air). Rendement énergétique et Faraday de la pile à combustible à MEP (2.6 en mode air). Dispositifs et matériel Vous devez réunir les éléments suivants pour réaliser cette expérience : 1 pile à combustible réversible 1 réservoir à gaz 1 module solaire 1 ventilateur (pour un montage fi xe) 1 plaque de montage (châssis) 1 tube moyen 3 capuchons 1 bouchon d'arrêt 1 embout de remplissage 1 fl acon rempli d'eau distillée 2 câbles de connexion 2 mm munis, le cas échéant, de 2 adaptateurs 2 mm pour connecteurs de sécurité 4 mm 1 paire de lunettes de protection 1 source lumineuse (h-tec Spotlight, par exemple) 29

21 Montage/Installation 1. Installez un réservoir à gaz et la pile à combustible réversible sur la plaque de montage ou sur le châssis comme indiqué sur le schéma. 2. Raccordez le connecteur inférieur côté hydrogène de la pile à combustible au connecteur côté pile à combustible du réservoir à gaz à l'aide d'un tube moyen. 3. Fermez avec des capuchons les connecteurs côté électrolyse du réservoir à gaz et le connecteur supérieur côté hydrogène de la pile à combustible (Fig. 7.1). 4. Remplissez le réservoir avec de l'eau distillée jusqu' à la marque supérieure du réservoir d expansion et ouvrez le capuchon supérieur côté hydrogène de la pile. De l'air s'échappe du réservoir à gaz et de la pile et de l'eau rentre dans la pile. La pile est pleine lorsque de l'eau s'écoule du connecteur à gaz supérieur Refermez le capuchon du connecteur à gaz situé sur le côté hydrogène de la pile. Le passage de l'eau à l'intérieur de la pile est bien visible. Des bulles d'air peuvent toutefois se former et perturber le système. Poursuivez ce processus jusqu'à disparition des bulles d'air. 6. Vérifi ez que le bouchon d'arrêt est installé sur la pile à combustible réversible afi n que l'eau se diffuse correctement dans la pile. 7. Fixez l'embout de remplissage sur le fl acon et remplissez d eau le côté oxygène de la pile par son connecteur inférieur (Fig. 7.2) Connectez le module solaire à la pile à combustible à l'aide des câbles de connexion (Fig. 7.3). Veillez à respecter la polarité (rouge = «+», noir = «-»). Production de gaz 1. Si le module solaire est suffi samment éclairé, la pile à combustible réversible commence à produire de l'hydrogène et de l'oxygène dans un rapport de 2 pour 1. Si l'éclairage est insuffi sant, vous pouvez utiliser une lampe halogène puissante (h-tec Spotlight, par exemple), le support de batterie ou l'adaptateur secteur fourni avec le kit. 2. Lorsque le réservoir à gaz est plein, l excédent de gaz s'échappe sous forme de bulles Continuez l électrolyse jusqu à consommation complète de l eau côté oxygène de la pile. Mise en service de la pile à combustible 1. Ouvrez le bouchon d'arrêt situé sur le côté oxygène de la pile à combustible. 2. Débranchez l'alimentation et connectez le ventilateur ou le moteur. La pile utilise le gaz produit et l'oxygène contenu dans l'air pour générer de l'électricité. Cette réaction s'accompagne de formation d'eau et d'un faible dégagement de chaleur (Fig. 7.4). 3. Le niveau de gaz descend. Une fois l'hydrogène consommé, la pile se remplit d eau et le récepteur électrique s'arrête. Si vous voulez à nouveau produire du gaz, veillez à ce que le côté oxygène de la pile soit suffi samment hydraté. Remplissez à nouveau la pile, le cas échéant. Vidange des réservoirs 1. Pour vider les réservoirs, démontez les réservoirs et la pile à combustible de la plaque de montage (du châssis) et videz l'eau dans un collecteur

22 Expérience n 8 : Pile à combustible à méthanol direct Présentation L'objectif de cette expérience est de générer de l'énergie électrique à partir de méthanol et de l'oxygène contenu dans l'air. Expériences du livre d'accompagnement Caractéristique courant-tension de la pile à combustible à méthanol direct (2.7). Le récepteur électrique permet de matérialiser l'existence de l'énergie produite. Durée de montage : environ 2 minutes Durée de l'expérience : environ 2 minutes Consignes de sécurité relatives à la manipulation du méthanol Prenez connaissance des mises en garde indiquées sur le fl acon et sur la fi che de sécurité correspondante. Utilisez uniquement une solution de méthanol concentrée à 3 % (pourcentage en poids). Aucune autre concentration n'est autorisée. Évitez tout contact de la solution de méthanol avec la peau et les yeux. Évitez toute ingestion directe du méthanol par voie orale ou par inhalation des vapeurs. Mesures d'urgence à prendre en cas de contact avec le méthanol En cas de contact avec la peau, rincez abondamment à l'eau. En cas d'ingestion, buvez de l'eau en grande quantité et consultez rapidement un médecin. En cas d'inhalation, respirez de l'air frais. En cas de contact avec les yeux, rincez abondamment à l'eau et consultez rapidement un ophtalmologue. En cas de malaise ou d'accident, consultez immédiatement un médecin et présentez-lui le fl acon de méthanol avec son étiquette. Dispositifs et matériel Vous devez réunir les éléments suivants pour réaliser cette expérience : 1 pile à combustible à méthanol direct 1 ventilateur 1 plaque de montage 1 solution de méthanol 1 pipette 2 câbles de connexion 2 mm munis, l e cas échéant, de 2 adaptateurs 2 mm pour fi ches de sécurité 4 mm 33

23 Montage - Installation - Mise en service 1. Installez la pile à combustible au méthanol et le ventilateur sur la plaque de montage comme indiqué sur le schéma. 2. Reliez le ventilateur aux connecteurs de la pile à combustible à méthanol direct à l'aide des câbles de connexion (Fig. 8.1). Veillez à respecter la polarité (rouge = «+», noir = «-»). 3. Avant de mettre en service la pile, retirez l'étiquette «Remove before use» collée sur la partie supérieure de la pile. Les deux ouvertures situées sur cette partie servent à remplir et vider la pile. Si la pile est sèche, passez les étapes suivantes et reprenez à l'étape n Pour vider l'eau de la pile, tenez la pile de sorte que les ouvertures se trouvent l'une sous l'autre Insuffl ez de l'air dans l'ouverture supérieure à l'aide de la pipette. L'eau s'écoule par l'ouverture inférieure (Fig. 8.2). Utilisez un chiffon absorbant jetable et respectez les consignes de sécurité générales. 6. Remplissez la pipette de solution de méthanol concentrée à 3 % et remplissez la pile par l'une des ouvertures situées sur la partie supérieure. De l'air s'échappe par l'autre ouverture (Fig. 8.3). 7. Au bout d'environ cinq minutes, la pile fournit une puissance électrique. Elle fonctionne ainsi pendant environ trois heures. Si la pile est desséchée, le délai de démarrage peut s'élever à une heure. 8. Si la pile ne produit plus d'électricité, cela signifi e que le méthanol a été consommé. Éliminez l'eau restante et remplissez à nouveau la pile avec la solution de méthanol selon les instructions fournies aux étapes 5 à 8. Vidage de la pile 1. À la fi n de l'expérience, remplissez la pipette avec de l'eau distillée Tenez la pile au-dessus d'un évier et remplissez-la d'eau distillée. La solution de méthanol est purgée et s'écoule. 3. Si vous envisagez de ne plus utiliser la pile pendant un certain temps, rincez-la avec de l'eau distillée et recollez l'étiquette fournie sur les ouvertures situées sur la partie supérieure afi n de ralentir le dessèchement de la pile

24 Expérience n 9 : Pile à combustible démontable Présentation L'objectif de cette expérience est de démonter une pile à combustible et de la remonter à partir de ses éléments constitutifs afi n de comprendre la structure interne de la pile avec un exemple pratique. Durée de l'expérience : environ 10 minutes Pièces support en plexiglas. Écrous et rondelles Embouts Embouts Vis à six pans et rondelles Membrane et électrodes Grille perforée Dispositifs et matériel Vous devez réunir les éléments suivants pour réaliser cette expérience : 1 pile à combustible démontable 1 clé de serrage 37

25 Démontage La pile à combustible PEMFC Kit à MEP est entièrement démontable. Veuillez noter que la membrane électrolytique en polymère et les électrodes sont des composants très fragiles. Ils peuvent être désassemblés de la pile et montrés aux élèves. Toutefois, nous déconseillons fortement de faire circuler ces composants dans la classe. 1. Desserrez les quatre boulons et retirez les quatre vis qui maintiennent la pile. 2. Désassemblez la pile. Entre les deux supports en plexiglas, vous trouverez un conducteur collant ( = la grille perforée et les électrodes) et une membrane échangeuse de protons. 3. Retirez avec précaution le conducteur et la membrane du support. 4. Soulevez doucement la membrane. Les électrodes peuvent rester sur les grilles perforées. 5. Retirez les gros connecteurs noirs en les dévissant du boîtier. Attention : Les composants peuvent être facilement endommagés. Lorsque vous retirez les électrodes et que vous les réinstallez par la suite, vous devez respecter le sens de montage. Les électrodes et la membrane sont sensibles à toutes sortes d'impuretés et notamment aux ions métalliques. Lorsque vous manipulez la membrane, veillez à la tenir uniquement par les bords. Montage Attention : Avant de réassembler la pile, vous devez laisser tremper la membrane dans de l'eau distillée pendant au moins 5 minutes. Plongez-la dans un récipient en verre remplie d'eau distillée. 1. Dans l'un des support en plexiglas, insérez les quatre vis munies chacune d'une rondelle, puis vissez-les jusqu'à ce que le support repose sur les têtes de vis (Fig. 1). Si les gros connecteurs noirs vissés ont été retirés du boîtier, cette opération peut être effectuée sur un plan de travail plat. 2. Posez l'une des grilles perforées sur le support en plexiglas. La face d'étanchéité la plus épaisse doit être posée contre le plexiglas. L'électrode est dirigée vers le haut (Fig. 2). 3. Si l'électrode a été retirée de la grille perforée : Placez l'électrode sur la grille perforée. Veillez à respecter scrupuleusement le sens de montage. La face à poser contre la grille est reconnaissable à son motif de grille. Cette face doit être remise en place comme à l'origine, contre la grille. Veillez à centrer l'électrode. 4. Sortez la membrane du récipient d'eau distillée et posez-la humide sur l'une des électrodes. Manipulez la membrane en la tenant par deux coins opposés. La membrane et l'électrode adhèrent à la grille grâce à l'humidité (Fig. 3). 5. Si l'électrode a été retirée de la grille perforée : Posez la deuxième électrode. La face de l'électrode présentant un motif de grille doit être placée contre la grille perforée, la face carbonée dirigée vers la membrane. Alignez les coins des deux électrodes. La deuxième électrode ne doit pas dépasser de la zone d'étanchéité lors de l'installation de la grille. 6. Posez la deuxième grille perforée. La face d'étanchéité la plus épaisse doit être placée contre le deuxième support en plexiglas que vous allez installer (Fig. 4). 7. Glissez le deuxième support en plexiglas sur les vis (Fig. 5). 8. Placez les rondelles et les écrous restants sur les vis, puis serrez les boulons à la main. 9. Serrez les boulons progressivement (d'un demi-tour maximum) l'un après l'autre jusqu'à ce que l'écart entre les deux supports soit égal à 4,0 mm. Attention : Un serrage excessif des boulons risque d'endommager les électrodes. Il est recommandé de vérifi er l'écart à l'aide d'un pied à coulisse. Si vous ne disposez pas d'un pied à coulisse ou d'un instrument de mesure similaire, serrez les boulons d'un demi-tour, puis à nouveau d'un demi-tour environ. 10. Remettez les gros connecteurs noirs en place en les vissant dans les quatre ouvertures du boîtier. 38

26 Utilisation des supports muraux aimantés Récepteur électrique Pile à combustible réversible Réservoir à gaz (O 2 ) Cellule électrolytique Module solaire Réservoir à gaz (H 2 ) Expérience n 3 À des fins de démonstration, les expériences n 3 (système hydrogène-solaire - H 2 /O 2 ) et n 4 (système hydrogène-solaire - H 2 /Air) peuvent être préparées verticalement sur un tableau métallique en utilisant les supports muraux aimantés. Les fi gures ci-contre illustrent quelques exemples de montage. Module solaire Réservoir (H 2 O) Cellule électrolytique Réservoir à gaz (H 2 ) Pile à combustible réversible Récepteur électrique Expérience n 4 41

27 Caractéristiques techniques Tutorial Student Set (T102) Cellule électrolytique : 5 cm 3 /min H 2 2,5 cm 3 /min O 2 1,16 W Pile à combustible réversible : Mode électrolyse : 5 cm 3 /min H 2 2,5 cm 3 /min O 2 1,16 W Mode pile à combustible : Mode H 2 /O 2 : 300 mw Mode H 2 /Air : 100 mw Réservoir à gaz : 30 cm 3 H 2 ; 30 cm 3 O 2 Module solaire : 2,0 V / 600 ma Support de batterie : 4,5 V cc / 0,8 A Adaptateur secteur : 1,2 A Récepteur électrique (ventilateur) : 10 mw Récepteur électrique (véhicule) : 150 mw Câble (longueur) : 250 mm H x L x P : 140 x 450 x 380 mm Poids : 3,5 kg Tutorial Teacher Set (T103) Cellule électrolytique : 5 cm 3 /min H 2 2,5 cm 3 /min O 2 1,16 W Pile à combustible réversible : Mode électrolyse : 5 cm 3 /min H 2 2,5 cm 3 /min O 2 1,16 W Mode pile à combustible : Mode H 2 /O 2 : 300 mw Mode H 2 /Air : 100 mw Pile à combustible démontable : Mode H 2 /O 2 : 600 mw Mode H 2 /Air : 200 mw Pile à combustible à méthanol direct : Puissance : 10 mw Réservoir à gaz : 30 cm 3 H 2 ; 30 cm 3 O 2 Module solaire : 2,0 V / 600 ma Support de batterie : 4,5 V cc / 0,8 A Adaptateur secteur : 1,2 A Récepteur électrique (ventilateur) : 10 mw Récepteur électrique (véhicule) : 150 mw Câble (longueur) : 250 mm H x L x P : 140 x 450 x 380 mm Poids : 3,9 kg 42

28 Résolution de problèmes En mode pile à combustible, la pile à combustible réversible présente une faible puissance. Raison : La pile a été hors service pendant très longtemps ou est sèche. Une pile dont la membrane est sèche perd en puissance. Solution : Laissez la pile en fonctionnement. La pile s'hydrate en cours de fonctionnement et retrouve progressivement sa puissance maximale. Malgré la présence d'hydrogène, le récepteur électrique relié à la pile à combustible réversible (le moteur, par exemple) ne fonctionne pas. Raison n 1 : En mode pile à combustible, de l'eau s'est introduite dans la pile à combustible réversible (par le réservoir, par exemple). Ceci peut entraîner une chute rapide de puissance. Solution n 1 : Evacuez l eau de la pile à combustible en ouvrant les connecteurs de la pile à combustible et en souffl ant à l'intérieur. Raison n 2 : Lorsque la pile à combustible réversible fonctionne, il est possible que le mode électrolyse précédent n'ait pas été actif assez longtemps, si bien qu'il reste encore trop d'eau dans la pile. Solution n 2 : Séchez la pile et utilisez à nouveau la pile à combustible réversible en mode électrolyse jusqu'à ce que la puissance de l'électrolyse diminue de façon notable. Le module solaire est connecté mais il n'y a aucune production d'hydrogène dans la cellule électrolytique ou dans la pile à combustible réversible en mode électrolyse. Raison : L'intensité lumineuse est insuffi sante. Solution : Vérifi ez la puissance nominale de la source lumineuse. La lumière naturelle doit être suffi sante ou vous pouvez utiliser une lampe halogène à faisceau dirigé (un projecteur Videolight ou Spotlight h-tec, par exemple). Les ampoules économiques, les tubes fl uorescents, etc., ne sont pas adaptés pour faire fonctionner le module solaire. Le montage est correct mais la cellule électrolytique ou la pile à combustible réversible en mode électrolyse ne fonctionne pas. Raison : Vous n'avez pas utilisé de l'eau distillée. La pile a été irrémédiablement endommagée. Le montage est correct mais la pile à combustible à méthanol direct ne fonctionne pas. Raison : Si la pile n'a pas été utilisée pendant un certain temps, la fonction de pile à combustible à méthanol peut s'affaiblir. Si vous n'obtenez pas la puissance requise après plusieurs remplissages avec une solution de méthanol concentrée à 3 % environ, nous recommandons de remplir la pile avec de l'acide sulfurique concentré à 1 %. Videz l'acide au bout de 48 heures, puis remplissez la pile à nouveau avec une solution de méthanol concentrée à 3 % environ. Attention : L'acide sulfurique a un fort pouvoir corrosif. Portez des gants et prenez connaissance des mises en garde indiquées sur le flacon et sur la fiche de sécurité correspondante. 43