Comment fonctionne une pile ? Explication simple

Une pile stocke de l’énergie chimique et libère de l’énergie électrique. Mais comment cela fonctionne-t-il exactement ? Nous vous l’expliquons ici.

Construction d’une pile

Pour mieux comprendre le fonctionnement d’une batterie, voici une brève explication de sa structure. Le type le plus répandu est la pile alcaline-manganèse, dont nous vous expliquons la structure et le fonctionnement dans cet article à titre d’exemple.

• Une pile se compose d’une ou de plusieurs cellules galvaniques, c’est-à-dire de cellules capables de stocker de l’énergie chimique et de fournir de l’énergie électrique.
• La pile est entourée d’une enveloppe métallique qui fait office de pôle positif. La face inférieure de l’enveloppe est pour l’instant ouverte.

• Au bord de la pile se trouve du manganèse, qui constitue l’électrode positive, également appelée cathode.

• Séparée de la cathode par un séparateur, par exemple fait d’un tissu ressemblant à du papier, se trouve l’électrode négative, l’anode. Elle est composée de zinc.

• Les deux zones, la cathode et l’anode, sont imprégnées de potasse caustique. Elle forme un électrolyte qui améliore la conductivité des matériaux.

• Dans la masse de zinc au centre de la pile se trouve une tige métallique qui établit le contact avec une plaque métallique sur la face inférieure.
• La plaque métallique située sur la face inférieure constitue le pôle négatif et ferme la pile vers le bas. Elle est séparée du pôle positif et de la cathode par un isolant.

Fonctionnement d’une pile

Lorsque la pile est insérée dans un appareil, un circuit électrique est créé. Par exemple, lorsqu’une ampoule est branchée, des électrons circulent du pôle négatif vers le pôle positif en passant par le filament. Mais pourquoi cela se produit-il ?

• Le zinc est un métal que le chimiste appelle non noble. Il a tendance à céder des électrons

• Le manganèse, en revanche, est un métal noble, il accepte les électrons.

• Si maintenant les deux zones, cathode et anode, sont reliées entre elles, le zinc imprégné de potasse cède des électrons au manganèse par l’intermédiaire du conducteur.

• Les électrons dans la masse de zinc proviennent d’une réaction du zinc avec la potasse caustique pour former de l’hydroxyde de zinc et deux électrons.

• Ensuite, l’hydroxyde de zinc continue à s’oxyder en oxyde de zinc et en eau.

• La pile est vide lorsque tout le zinc s’est oxydé en oxyde de zinc et en eau avec la potasse caustique et a donné tous ses électrons libres.