COUPLES GAZEUX DE GAUGAIN

Le plus simple de ces couples est celui qu*on obtient en mettant en présence, à une température élevée, deux tubes en verre qui contiennent, l'un de 'l'air, l'autre de U vapeur d'alcool. La nature des * électrodes n'exerce aucune influence et ils ne jouent que le rôle de simples conducteurs.

Gaugain a formé les couples gazeux suivants :

Air ou oxygène et azote.

— et acide carbonique.

— et hydrogène.

— et vapeur d'eau.

— et vapeur d'alcool.

— et vapeur d'étber.

Gaugain n'a trouvé d'actifs que les couples dans quels l'un des deux éléments était l'air ou ToK^

l'autre l'un des fluides élastiques différents de ces deux gaz.

Gaugain pense que le courant ainsi engendré est dû à l'action de l'oxygène sur le verre en fusion, et que le second fluide élastique ne joue que le rôle de simple conducteur.

De la Rive, tout en admettant l'action de l'oxygène sur le verre fondu, pense que les phénomènes observés par Gaugain rentrent tout à fait dans ceux de la pile à gaz de Grove, avec cette différence que le liquide* électrolytique qui sépare les deux fluides élastiques est du verre fondu au lieu d'eau acidulée.

Pile de E. Becquerel (i853). — Cette pile se compose de deux fils de platine dont l'un plonge entièrement dans une solution de chlorure d'or et l'autre dans le chlorure d'or et en partie dans l'hydrogène. Le premier fil prend l'électricité positive.

Pile de L. Maiche. — - Le courant produit par cette pile est dû à l'oxydation du gaz d'éclairage par l'oxygène de l'air. A cet effet l'hydrogène carburé est amené par un tube de caoutchouc dans un vase poreux renfermant du charbon concassé. A l'extérieur se trouve du charbon platiné exposé à l'air. Le liquide commun aux deux vases est de l'eau acidulée.

Quand on ferme le circuit, l'oxygène atmosphérique se combine à certains composés du gaz en formant de l'eau. Le courant est très constant, mais limité dans sa production à la solubilité du gaz d'éclairage et de Toxygène dans l'eau-

41 a PILBS ÉLECTRIQUES

Pile de Zenger (i883). — Charbon, brome gazeu charbon, hydrogène.

Force électromotrice du palladium dans h piles à gaz (E. Villari, 1870). — i» Si l'on plonge dai l'hydrogène deux électrodes, dont Tune est en platin et Tautre en palladium, le palladium est négatif ou pli oxydable, et, comme les deux métaux ont à peu près même degré d'inaltérabilité dans Teau acidulée, il s er suit que Thydrogène est plus oxydable au contact ci palladium qu'au contact du platine.

I/action de l'uxygène dans les piles à gaz avec d^ électrodes de palladium est très complexe et peut influ« beaucoup sur les expériences. Le platine, plongé dar l'oxygène électrolylique, contenant toujours de Tozoni se comporte énergiquement comme électro-positif rolal vcmeiit à celui qui est plongé dans Toxygène ordi nairc.

Dans le cas des électrodes de palladium, l'action e; encore plus complexe, parce que, outre Tozone qui s forme par la décomposition électro-chimique, le pal ladium qui a fonctionné comme électrode positive dansu voltamètre se recouvre d'une couche d'un rouge obsci d'oxyde de palladium. Cet oxyde se dissout rapidemei dans l'eau acidulée, et en peu de temps le métal reprec son éclat; il se comporte en outre comme un corps ém nemment oxydant.

En comparant deux piles à gaz, dont Tune est à éle< trodes de platine, et l'autre à électrodes de palladium,!: trouve que cette dernière a une f. é-m. supérieure à cel de la première.

ACCUMULATEURS (ij

On attribue généralement à Sinsteden (i854) l'idée de se servir des métaux oxydables comme électrodes des piles secondaires. C'est d'ailleurs l'opinion de Planté luimême.

€ Dans un mémoire, dit-il, sur les effets d'un appa- € reil magnéto-électrique, Sinsteden, ayant fait agir c incidemment le courant de cet appareil sur des volta- € mètres à lames de plomb, d'argent et de nickel, a € obtenu avec ces métaux des courants secondaires € assez intenses pour porter à l'incandescence des fils c métalliques.'»

Les accumulateurs peuvent se diviser en 6 classes : ^

(A) -- Accumulateurs à électrodes de plomb (système Planté).

(a) Les électrodes sont en lames, en fils ou en grenaille de plomb.

(b) Les électrodes sont en plomb spongieux, poreux ou cristallisé.

(l) Suivant F. Geraldy (i883), il serait préférable de conserver le nom de piles secondaires aux appareils qu'aujourd'hui on nomme improprement accumulateurs. « Ces appareils, dit-il» n'accumulent pas d'électricité en effet; s'ils sont en état d'en reproduire après en avoir reçu, ce n'est pas qu'ils en aient réellement emmagasiné, c'est qu'on a provoqué dans leur intérieur une réaction chimique susceptible de se détruire d'elle-même, et de rendre sous forme électrique une partie de l'énergie qui a été dépensée à la former. C'est au fond une application du principe de la réversibilité des piles. •

Nous Dous rangeons entièrement à l'avis de F. Geraldy (D. T).

PILES ÉLBCTBIQUBS

(B) — Accumulateurs à électrodes de plomb ■malgain&

(D) — Accumulateurs à électrode positive en plomb et i électrode négative en zinc, cuivre, etc.

(E) — Accumulateurs divers.

(F) — Plies règénërablBS.

\ (A .} ACCL'MULATnURS A ÉLECTRODES DE PLOMB

(o) Les électrodes sont en lamea, en fila ou en grenaille de plotnh.

Acctunulateur de Planté (1860). — Cet accumu-

Tio. DH. — Monlage do raccuniulalcnr Planlii.

lateur est constitué par deux longues et larges lames

ACClIMVLATErRS 4i5

de plomb enroulées en spirale, et séparées l'une de l'autre par une toîle grossière, plongeant dans un bocal plein d'eau acidulée au ^ par l'acide sullurique. Planté, en 1872, modifia le mode de séparation des

[il.. 1.1 — Vue cti^iitciivc d un iiikiiiiiLil.iieur Pljiilil •.■n clurgimciil. trimes de p|i)mb,'(,'n substituant n la toile dos bandes de

4l6 PILES ÉLECTRIQUES

caoutchouc d'un centimètre environ de largeur, sur un demi-centimètre d'épaisseur (fig. 98).

La figure 99 donne la vue d'un accumulateur Planté à lames de plomb enroulées en hélice en chargement au moyen d'un courant fourni par deux éléments Bunsen.

Accumulateur de Planté à lames de plomb parallèles (1868). — Cet accumulateur se compose de plusieurs lames très rapprochées les unes des autres et séparées, dans leur milieu, par des baguettes isolantes. Elles sont disposées verticalement et en deux séries, dont les prolongements de rang pair, réunis d'un côté, et ceux de rang impair, réunis d'un autre côté, constituent les deux pôles de l'accumulateur. Le tout est contenu dans un vase en gutta-percha, de forme rectangulaire, et muni de rainures intérieures pour maintenir les lames de plomb parallèles. Eau acidulée

au — ^.

Pour former son accumulateur, Planté opère de la manière suivante.

On le fait traverser, le premier jour que l'on s'en sert, six ou huit fois, alternativement dans les deux sens, par le courant de deux éléments de Bunsen. On augmente peu à peu le temps pendant lequel le couple reste soumis, dans le même sens, à Taction du courant primaire, en ayant soin de décharger Taccumulateur entre chaque changement de sens du courant.

Le tableau suivant, dressé par Tamine, indique la durée et le sens des vingt premières charges.

Numéros

Durée des charges

DAirée des charges

es charges

en sens direct

en sens inverse

-— d'heure

--- d'heure

-j- heure

— heure

— d'heure

— - d'heure

I heure

I heure — -

I heure —

I heure—

I heure —

i heure -7-

2 heures

2 heures —

2 heures-—

2 heures —-

Une fois formés, on charge les accumulateurs toujours ans le même sens.

Charge maxima. On est averti que le courant prilaire n'effectue plus sensiblement de travail utile à la roduction du courant secondaire lorsque les gaz com-

mencent à se dégager autour des électrodes de l'accumulateur.

Formation rapide des couples secondaires à lames de plomb (Planté). — Ce procédé consiste à soumettre simplement les couples secondaires à une sorte de décapage profond par Tacide azotique, étendu de moitié son volume d'eau, en les laissant immergés dans ce liquide pendant vingt-quatre à quarante-huit heures. Les couples sont ensuite vidés, lavés très complètement (i), remplis d'eau acidulée au dixième par Tacide sulfuriquc, et soumis à l'action du courant primaire. L'acide nitrique attaque partiellement les lames de plomb et les rend, par cela même, plus perméables aux gaz résultant de la décomposition de l'eau.

Les couples secondaires, ainsi traités, peuvent fournir en huit jours, après trois ou quatre changements de sens du courant primaire, des décharges de longue durée, alors que, sous l'action préalable de Tacide nitrique, ils ne pourraient donner qu'après plusieurs moiS les mêmes résultats.

11 est à remarquer cependant que, si l'on opère avec un accumulateur neuf ou déjù formé, mais qui serait resté très longtemps sans fonctionner, on verrait presque aussitôt les gaz se dégager à la surface des lames, sans qu'il eût pour cela atteint le degré de charge maximum qu'ils peuvent prendre.

Limite de la charge. — Le peroxyde de plomb possède une grande tendance à se réduire spontanément au sein de l'eau acidulée, à mesure qu'il se forme. Or, cette

(i) Pour laver complètement ces couples, il faut les plonger 5o fois au moins dans l'eau.

.réduction est d* autant plus facile que la couche s'est plus lentement déposée, de sorte qu'il arrive un moment où l'action du courant primaire, pour renouveler ou maintenir cette couche à la surface de la lame, est équilibrée par la tendance du peroxyde de plomb à se réduire dans le liquide.

Le plomb, recouvert de peroxyde de plomb, se comporte en effet, dans l'eau acidulée par l'acide sulfurique, d'une manière exactement inverse de celle du zinc dans le même liquide. Il tend à décomposer l'eau, en s'emparant de l'hydrogène, et à devenir le pôle positif d'un couple, si on l'associe à du plomb non oxydé, tandis que le zinc pur tend à décomposer l'eau en s'emparant de l'oxygène, et devient le pôle négatif d'un couple qu'il forme avec un autre métal (Planté).

Rendement, — Planté a trouvé pour ses accumulateurs que le rendement était de -^ à -^.

Les causes de perte de travail correspondant aux -—^

ou -^ seraient dues aux causes suivantes :

lo La réduction spontanée dans l'eau acidulée d'une petite portion du peroxyde de plomb à mesure qu il se dépose sur la lame positive ;

2® La formation incomplète de l'accumulateur;

3® La polarisation ou le développement de la f. é-m. inverse à l'intérieur de l'accumulateur lui-môme pendant qu'il fonctionne.

Coulombs débités par un accumulateur Planté, suivant la durée

de sa formation.

Coulombs Temps par kg de plomb

i5o heures 5 000

5oo » 10 000 à 12000

Accumulateur trè$ vieux et très bien formé 36 ooo

Rapport des surfaces des électrodes. — Pezzer a re connu, par des expériences répétées, que l'accu nnulateui où la surface du plomb négatif est double accumula plus que Taccumulateur où la surface du plomb positil est également double.

Constantes de l'accumulateur Planté, d'après E. Reynier,

Surface de l'électrode positive 60 dcm*

— des électrodes négatives i ao dcm*

Poids de l'électrode positive 2, 1 00 kg

— des électrodes négatives 4t9oo kg

Force élcctromotricc pendant la décharge i ,85 volt

Késistancc movennc 0,04 ohm

Intensité normale du courant de décharge 7 à 8 ampèrei

Intensité du courant de charge I à 5 ampins

Capacité ( Après 3oo h. de formation 100 000 coulombs

d accumulation ( Après 5oo h. de formation i5o 000 coulomb*

Tamine croit que le débit normal du courant de décharge est exagéré pour les cléments genre Planté, et qu'il ne fautguère dépasser 0,76 ampère par kilogramme d'électrode, ce qui ferait pour6,3ookg. environ 4,5 ampères.

Accumulateur de Encausse et Canésie. — Le:

électrodes sont formées par des lames de plomb roulée: en hélice.

Accumulateur de Fox. — Feuilles de plomb super posées avec des couches alternatives de sable, de papie d'amiante, etc.

Accumulateur de Kabath n<> 1. — Les électrodes *sont constituées par des feuilles de plomb dans lesquelles on pratique des entailles, puis on replie le métal libéré par ces entailles sur lui-même, de manière à former des- boucles. Une 'fois le métal replié, on obtient ainsi une lame munie de trous et de saillies en boucles.

CAPACITÉ DES ACCUMULATEURS DE KABATH APRÈS UN CERTAIN NOMBRE D'HEURES D'EXPÉRIENCES

(FONTAINC, i883)

Après 75 h. de formation i kg.de plomb rend 760 kilogramm êtres

— i5oh. — ikg. — 1000 —

— 5ooh. — fkg. — aooo —

A partir de ce moment, dit Fontaine, la capacité augmente à raison de 25 kgm. par kilogramme de plomb, pour 10 h. de charge à 10 ampères, les charges ayant lieu chaque fois à saturation.

Partant de cette supposition toute gratuite, Fontaine établit, par le calcul, qu'après

1000 h. de formation 83 kg. de plomb rendent un cheval-heure aooo h. — 47 kg. — — —

3ooo h. — 32,8 kg. — — —

4000 h. — 25 kg. — — ^

Accumulateur de Parod. — Les plaques de cet accumulateur, au lieu d'être des feuilles massives, sont composées d'une âme en cuivre hermétiquement enveyeloppée dans un revêtement en plomb.

Accumulatetir de Jarriant. — Cet accumulateur se compose de fine grenaille de plomb, tant au pôle po- ' sitif qu*au pôle négatif, dont les grains sont maintenus serrés les uns contre les autres au moyen d'une enveloppe en diaphragme quelconque.

Accumulatetir de Pezzer et de Carpentler

(1881). — Les électrodes sont constituées par la juxtaposition d'un certain nombre de bandes de plomb ondulées réunies par une soudure autogène. L'une des électrodes plonge dans un vase rempli d'eau acidulée et l'autre dans un vase extérieur contenant également de Teau acidulée.

Accumulateur de Meritens. — Lamelles de plomb carrées de i5 cm. de côté et de quelques dixièmes de millimètre d'épaisseur. Ces lamelles sont empilées les unes sur les autres, de façon qu'entre chaque lamelle il y ait un très petit intervalle qui permet la libre circulation de l'acide sulfurique étendu.

Accumulateur de Tamine (i8()6)." — L'élément se compose d'un positif à lames accouplées et d'un négatif formé par une mince fouille de plomb de i mm. d'épaisseur. E = 2,3 volts.

La composition du liquide est la suivante:

Solution saturée de sulfate de zinc looo parties

Acide sulfurique h loo 5oo

Sulfate dammonium 5o

de mercure 5o

On fait d'abord la solution de sulfate d'ammonium et

de sulfate de mercure ; on la verso dans l'acide et l'on y ajoute ensuite le sulfate de zinc.

On commence par former l'élément dans un bain acidulé ordinaire, puis on le décharge lentement dans la solution indiquée ci-dessus.

Accumulateur de Araould et de Tamine 11° 1.

Autour d'une baguette en verre on enroule un fil de plomb d'une grande longueur, de manière à serrer les spires les unes contre les autres. Autour de cette première rangée de spires on place une feuille de papier parcheminé qu'on maintient dans sa position au moyen d'un fli de laitie. Une deuxième rangée de spires est ensuite enroulée autour du papier parcheminé, Chaque rangée est terminée par un bout de fil qui furme le pùle de l'électrode. On emploie généralement de4à 8 rangées de spires de fil métallique. Le bain est de l'acide sulfurique étendu.

Le papier parcheminé, ainsi que le font remarquer Amould et Tamine. se détruit assez rapidement; il finit par former une véritable bouillie et les électrodes arrivent alors en contact, ce qui met l'appareil hors d'usage.

Amould et Tamine ont essayé, dans leurs recherches, toutes les matières organiques possibles, feutre, flanelle. drap, etc., pour séparer les électrodes, et ils sont arrivés à l'entière conviction qu'aucune d'elles ne peut résister 6 mois, soit A l'action du courant électrique, soit à celle de l'acide. Jl est préférable de remplacer toutes ces matières par des disques très minces en terre poreuse.

Accumulateur de Hontaud (i885). — Lames

après avoir été soigneusement lavée, est soumî forte pression (i).

Pour former cet accumulateur, on emploie un de 54 millièmes d'ampère par centimètre carré.

- Trbgtc .

On ne change pas pendant la charge le sens du counint; une plaque positive, par exemple, doit rester toujours positive. Suivant d'Arsonviil, pour donner ô i [nêtre carré de plomb une capacité de 20 am- [léres-heure, il faudrait IJ, seulement -'-■ d'heure i-i iH !■ I ^iLciinmi.k-Lir dï de traitement. ^'""'^"^- L'eau acidulée em-

dans cet accumulateur renferme i3 parties d'eau

ployc

M) Cet accumulateur diffère donc de celui de Planté les î-lecirodcs, au lieu d'être formétu dans l'acide sulfuriijut; dili siJot formée» dan» une solution de ploiuhate de polassiimi.

et 2 parties d'acide sulfurique du commerce à 66' Baume.

Constantes électriques.

Poids du plomb lo kilogrammes

Capacité totale ^ loo ampères-heure

Surface a mètres carrés

Charge au régime de ao ampères

Décharge 08,5 ampères-heure au régime de 40 ampères Force électromotiice i,85 volt

Accumulateur de Arnould et de Taxnine n9 2.

Plaques constituées par des séries de fils en plomb parallèles, de même longueur, et aussi jointifs que possible ; les extrémités des piles sont réunies par une soudure autogène.

Accumulateur de E. Reynier et de Simmen

(i885). — Les électrodes se composent de filaments de plomb comprimés à la presse. Ces filaments s'obtiennent en versant du plomb fondu dans un récipient préalablement chauffé, dont le fond est percé d'ajustages de dimensions et formes convenables.

Le métal file en jets liquides à travers ces ajustages et vient se refroidir brusquement dans un bassin rempli d'eau, au fond duquel il se précipite à Tétat solide.

Accumulateur de E. Reynier. — - Les électrodes sont constituées par des plaques plissées et enchâssées dans un cadre muni de prolongements qui servent de supports et de conducteurs (fig. 104 et io5).

Il y a plusieurs modèles d'accumulateurs Reynier. Les

ACCDMULATtUnS 437

figures 10*3 et 107 représentent l'une un modèle à 5

Accumillateur de Bernados (1887). — Les électrodes sont constituées par des cadres en plomb sur lesquels sont soudiies un grand nombre de bandes de même métal, alternativement droites et ondulées.

La fig, 108 représente une plaque de ce genre, les figures 109 et no une bande de plomb avant et après qu'on lui a donné la forme voulue.