سطح الکترود

View Categories

سطح الکترود

5 min read

سطح الکترود
از گره Electrode Surface برای مدلسازی یک رابط الکتروشیمیایی الکترود-الکترولیت بین یک دامنه الکترولیت و یک مرز الکترود استفاده کنید که در آن الکترود به صراحت به عنوان یک دامنه در هندسه مدل گنجانده نشده است. پتانسیل الکتریکی الکترود را تنظیم کنید یا یک شرایط فعلی را مشخص کنید که پتانسیل الکترود باید برآورده شود و از زیرگره ها برای تعیین واکنش الکترود و ظرفیت دو لایه در رابط استفاده کنید.
این گره فقط می تواند در مرزهای بیرونی حوزه های الکترولیت اعمال شود. برای مرزهای داخلی بین حوزه الکترولیت و الکترود، از گره سطح الکترود داخلی استفاده کنید . برای مرزهای داخلی به حوزه های الکترولیت، از گره سطح الکترود سوراخ دار استفاده کنید .
گونه های انحلال-رسوب کننده
از تنظیمات این بخش برای تعریف گونه هایی استفاده کنید که در واکنش های الکترود انحلال-رسوب، به عنوان مثال رسوب گذاری/انحلال فلز یا تشکیل اکسید شرکت می کنند.
از دکمه های Add ( ) و Delete ( ) در صورت نیاز در جدول برای کنترل تعداد گونه ها استفاده کنید .
چگالی و جرم مولی ، در رابطه با سرعت واکنش و استوکیومتری، تعریف شده در زیرگره‌های واکنش الکترود ، نرخ رشد طبیعی الکترود را تعیین می‌کنند.
هنگامی که چارگوش حل متغیرهای غلظت گونه ها علامت زده می شود، متغیرهای وابسته برای غلظت سطح مولی گونه های انحلال-رسوب کننده اضافه می شوند. اینها را می توان برای مدل سازی ضخامت یک لایه انحلال/رسوب در یک شبیه سازی وابسته به زمان استفاده کرد که در آن تغییر شکل حاصل در هندسه مدل کوچک است و تأثیر ناچیزی بر توزیع جریان خواهد داشت. در مطالعات ثابت، متغیرهای غلظت سطح مولی تعریف می شوند اما به طور پیش فرض حل نمی شوند.
هنگام حل برای متغیرهای غلظت گونه، متغیرهای ضخامت متناظر تعریف می شوند که برای مثال می توانید از آنها برای جفت شدن به مقاومت فیلم استفاده کنید (به زیر مراجعه کنید).
 
نرخ رسوب انحلال، سرعت رشد و ضخامت روی سطح الکترود
گونه های جاذب و جاذب
از تنظیمات این بخش برای تعریف گونه هایی استفاده کنید که ممکن است در طول انتقال بار یا واکنش های غیر فارادیک روی سطح الکترود جذب یا دفع شوند.
پارامتر Density of sites برای تنظیم معادلات موازنه جرم سطح محلی برای پوشش های سطح کسری استفاده خواهد شد.
از دکمه های Add ( ) و Delete ( ) در صورت نیاز در جدول برای کنترل تعداد گونه ها استفاده کنید . نام هر گونه جاذب و جاذب ممکن است در ستون اول جدول ویرایش شود. برای گونه هایی که بیش از یک مکان را در سطح الکترود اشغال می کنند، از عدد اشغال سایت بزرگتر از واحد استفاده کنید .
با توجه به تنظیمات جدول، نام متغیرهای پوشش سطح کسری با توجه به xxx.theta_yyy_zzz که xxx نام رابط، yyy برچسب گره سطح الکترود، و zzz نام گونه تعریف می‌شود. متغیر xxx.thetafree_yyy کسری از سایت های سطح آزاد را نشان می دهد. این نام متغیرها ممکن است هنگام تعریف پارامترهای سینتیک در زیرگره‌های واکنش الکترود استفاده شوند .
 
از رابط واکنش‌های سطحی برای مدل‌سازی انتشار سطحی استفاده کنید .
مقاومت فیلم
اگر می خواهید یک افت پتانسیل اضافی به دلیل مقاومت اهمی در سطح مشترک بین الکترود و الکترولیت، به عنوان مثال به دلیل ایجاد رسوبات عایق، اضافه کنید، از مقاومت فیلم استفاده کنید.
یک فیلم مقاومت سطحی (واحد SI: Ω · m 2 ) را مستقیماً مشخص کنید یا گزینه ضخامت و رسانایی را برای محاسبه مقاومت سطح بر اساس ضخامت لایه رسوب‌دهنده انتخاب کنید.
اغتشاش هارمونیک
از این بخش در ارتباط با انواع مطالعه امپدانس AC برای کنترل دامنه اغتشاش در حوزه فرکانس استفاده کنید.
پارامتر اغتشاش یا پتانسیل الکتریکی ، پتانسیل الکترود ، جریان کل ، یا میانگین چگالی جریان بر اساس شرایط مرزی انتخاب شده در بخش بعدی است.
طیف فرکانس در گره مطالعه مشخص شده است.
وضعیت پتانسیل فاز الکترود
این بخش پتانسیل فاز الکترود رابط الکترولیت-الکترود را مشخص می کند. پتانسیل الکترود (از طریق اضافه پتانسیل) توسط زیرگره های واکنش الکترود استفاده می شود .
از گزینه پتانسیل الکتریکی برای تنظیم مقدار پتانسیل به طور صریح با توجه به زمین استفاده کنید در حالی که پتانسیل الکترود مقدار پتانسیل را با توجه به پتانسیل مرجع تنظیم می کند. جریان کل ، چگالی جریان متوسط ، و کوتاه خارجی، همگی یک درجه آزادی کلی برای پتانسیل در فاز الکترود اضافه می‌کنند که مطابق با شرایط انتخابی تنظیم شده است.
هنگام استفاده از گزینه مجموع جریان در 1 بعدی یا 2 بعدی، منطقه مرزی بر اساس سطح مقطع (1D) یا ویژگی های ضخامت خارج از صفحه (2D) است که بر روی گره بالایی رابط فیزیک تنظیم شده است.
برای اطلاعات بیشتر در مورد این شرایط مرزی، به مستندات گره های پتانسیل الکترود و گره های کوتاه خارجی نیز مراجعه کنید.
ولتامتری چرخه ای
تنظیم ولتامتری چرخه ای هنگامی که همراه با مرحله مطالعه ولتامتری چرخه ای استفاده می شود، پتانسیل الکتریکی را به صورت خطی در زمان تغییر می دهد:
شکل 4-1: پتانسیل الکتریکی در مقابل زمان تولید شده توسط شرایط مرزی ولتاموگرام حلقوی. نرخ جاروب خطی 100 میلی ولت در ثانیه است، تعداد چرخه ها 2 است. سطوح پتانسیل نیز نشان داده شده است.
شکل موج های پیشرفته تر را می توان با استفاده از گزینه پتانسیل الکتریکی با تنظیم پارامتر بر اساس توابع موجود در منوی تعاریف به دست آورد .
الکترود شمارنده (فقط الکتروآنالیز)
این شرط مرزی فقط برای مدل حفظ بار الکتروآنالیز در رابط توزیع جریان سوم، Nernst-Planck (tcd) موجود است .
گزینه الکترود شمارنده پتانسیلی را برای اطمینان از تعادل بار کلی سلول تنظیم می کند به طوری که مجموع تمام جریان های واکنش الکترود تمام گره های سطح الکترود به صفر برسد.
همچنین به الکترودهای شمارنده و تعادل شارژ کلی مراجعه کنید
تنظیمات ولتامتری چرخه ای پیشرفته
برای نمایش این بخش، روی دکمه Show More Options ( ) کلیک کنید و Advanced Physics Options را در کادر محاوره ای Show More Options انتخاب کنید .
اگر ولتامتری چرخه ای به عنوان شرط مرزی انتخاب شود ، چک باکس هموارسازی توابع موج ولتامتری چرخه ای به طور پیش فرض انتخاب می شود و ضریب هموارسازی به طور پیش فرض روی 1·10 -3 است . وقتی فعال باشد، هموارسازی روی موج مثلثی اطراف پتانسیل های راس اعمال می شود. ناحیه هموارسازی مربوط به حاصل ضرب ضریب هموارسازی با نصف مدت زمان یک دوره از موج مثلثی است.
کنترل بالقوه تعادل (شرایط اولیه)
این تنظیم تنها در صورتی تأثیر دارد که چندین زیرگره واکنش الکترود وجود داشته باشد و یا از مرحله مطالعه راه‌اندازی توزیع جریان (با استفاده از نوع توزیع جریان اولیه) یا رابط توزیع جریان اولیه استفاده شود.
تنظیم تعیین می کند که کدام مقدار پتانسیل تعادل برای تعریف محدودیت توزیع جریان اولیه استفاده می شود. وقتی اولین واکنش انتخاب شد، اولین زیرگره واکنش الکترود باید در مدل فعال باشد.
برای نمایش این بخش، روی دکمه Show More Options ( ) کلیک کنید و Advanced Physics Options را در کادر محاوره ای Show More Options انتخاب کنید .
تنظیمات محدودیت
برای توزیع های جریان اولیه، استفاده از محدودیت های ضعیف در برخی موارد مقدار دقیق تری از چگالی جریان محلی را در طول فرآیند حل کننده به دست می دهد. این ممکن است به نوبه خود نتایج دقیق تری را هنگام جفت شدن به متغیر چگالی جریان محلی برای توصیف سایر پدیده ها در مدل ارائه دهد، به عنوان مثال هنگام مدل سازی تغییر شکل هندسه به دلیل انحلال/رسوب الکترود.
زمانی که ویژگی Current Distribution Model روی Primary تنظیم شده باشد، این بخش در واسط های توزیع جریان اولیه و توزیع جریان ثانویه موجود است .
این بخش فقط در رابط های توزیع جریان اولیه و توزیع جریان ثانویه زمانی موجود است که ویژگی Current Distribution Model روی Primary تنظیم شده باشد . برای نمایش این بخش، روی دکمه Show More Options ( ) کلیک کنید و Advanced Physics Options را در کادر محاوره ای Show More Options انتخاب کنید .
 
نظریه واکنش های الکترود
مقاومت فیلم
 
برای مثالی از این ویژگی به باتری نارنجی : مسیر کتابخانه برنامه Battery_Design_Module/Batteries,_General/orange_battery مراجعه کنید .