Proposition d'un systeme de recyclage des dechets d'electrification par le solaire au Bénin

I.3.2. Principe de fonctionnement

Lorsqu'une batterie au plomb fournit de l'énergie électrique à un appareil extérieur, plusieurs réactions chimiques se produisent en même temps. Une réaction réductrice se produit aux électrodes positives (cathode) lorsque le peroxyde de plomb (PbO2) se transforme en sulfate de plomb (PbSO4). Par ailleurs, sur les plaques négatives (anode), une réaction oxydante se produit et le plomb métallique se transforme en sulfate de plomb. L'électrolyte, de l'acide sulfurique (H2SO4), fournit les ions de sulfate pour les deux demi-réactions et agit comme un pont chimique entre elles. Pour chaque électron

¹¹ Ce type ne concerne que les électrodes positives. La plaque se présente alors sous forme d'un tube constitué par une épine en alliage de Pb entourée de matière active ;

¹² Polychlorure de vinyle ou chlorure de polyvinyle, un polymère thermoplastique ;

¹³ Acrylonitrile Butadiène Stirène, un polymère thermoplastique

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produit à l'anode, un électron est consommé à la cathode[8]. Les réactions mises en jeu sont les suivantes :

L'équation proposée résume très sommairement les réactions chimiques qui dans la réalité sont bien complexes et encore aujourd'hui pas toutes comprises et maîtrisées[5] .

- Anode

Pb + SO4^2- ? PbSO4 + 2e^- (1.1)

- Cathode

PbO2 + SO4^2- + 4H⁺ ? PbSO4 + 2H2O (1.2)

- Réaction complète

Pb + Pb02 + 2H2S04 ? 2PbS04 + 2H20 (1.3)

I.3.2.1. Etat de décharge et de charge d'une batterie

· Etat de décharge

Lorsque la batterie est en état de décharge, les matériaux actifs de l'électrode positive, le dioxyde de plomb, sont transformés en sulfate de plomb. De la même manière, l'électrode négative, qui est composée de plomb, sera également transformée en sulfate de plomb. L'électrolyte, l'acide sulfurique, sera consommé en réagissant avec les matériaux actifs. Les équations de réaction de l'électrode positive et de l'électrode négative en état de décharge se présente comme suit[8] :

- Cathode

PbO2 + 4H⁺ + 2e^- ? Pb²⁺ + 2H2O (1.4)
- Anode

Pb ? Pb²⁺ + 2e^- (1.5)

· Etat de charge d'une batterie

Lorsque la batterie est à l'état de charge, le sulfate de plomb est transformé en matériaux actifs. Ainsi les équations se produisant à cet effet sont démontrées ci-dessous :

- Cathode

PbSO4 + 2H2O ? PbO2 + HSO4^- + 3H⁺ + 2e^- (1.6)
- Anode

PbSO4 + H + ? Pb + HSO4^- (1.7)

La figure 1.7 ci-dessous présente le principe de décharge et décharge d'une batterie :

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Figure 1.7 : Principe de décharge et de charge d'une batterie [35]