HOPE, l'espoir du dihydrogène vert, Bac général
Amérique du nord 2026.
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Une
éolienne flotante permet d'alimenter en énergie la plateforme. Celle-ci
possède une turbine qui a produit en décembre 2023 une énergie de 922
MWh. Q.1. Déterminer l'énergie moyenne produite par l'éolienne chaque jour du mois de décembre.
922 / 31 =29,7 MW h.
On réamise au laboratoire l'électrolyse de l'eau de mer. La tension U
appliquée à l'électrolyseur est U= 4,74 V et l'intensité du courant est
I = 7,25 mA pendant une durée Dt = 6 min 47 s.
Q.2. Compléter le document en y faisant figurer le sens du courant et celui des électrons dans le circuit.
Q.3. Ecrire les deux demi-équations électroniques des deux couples mis en jeu..

Q.4. En déduire l'équation de la réaction.
2H+aq + 2e- --> H2(g)
H2O(l) --> ½O2(g) + 2H+aq + 2e-
Ajouter et simplifier : H2O(l) --> ½O2(g) + H2(g)
Q.5. Exprimer en fonction de I, Dt et F la quantité d'électrons échangés. Calculer sa valeur.
n = I Dt / F = 7,25 10-3 x(6 x60 +47) / 96500=3,057 10-5 ~3,06 10-5 mol.
Q.6. Montrer que la masse d'hydrogène produite est 3,06 10-5 g.
n(H2) =½n ; ½n M(H2) = 0,5 x 3,06 10-5 x2 = 3,06 10-5 g.
Q.7. Calculer l'énergie nécessaire pour produire 400 kg de dihydrogène, masse que l'industriel espère récupérer chaque jour.
Energie pour produire 3,06 10-5 g de dihydrogène :
U I Dt =4,74 x 7,25 10-3 x(6 x60 +47) =13,99 J.
400 103 / (3,06 10-5) =1,307 1010.
13,99 x 1,307 1010=1,83 1011 J ou 1,83 1011 / 3600 =5,08 107 Wh= 50,8 MWh.
Q.8. Vérifier si ce résultat est cohérent avec celui de la question Q1.
29,7 << 50,8 MWh.
Si l'électrolyseur industriel n'est pas plus performant que celui du
laboratoire, il faudrait deux éoliennes pour produire 400 kg de
dihydrogène chaque jour.
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