ظرفیت دو لایه

View Categories

ظرفیت دو لایه

2 min read

ظرفیت دو لایه
عبارات Tafel و Butler-Volmer را می توان برای محاسبه مقدار جریان ناشی از الکترولیز استفاده کرد: این جریان فارادیک نامیده می شود . با این حال، رابط الکترود-الکترولیت همچنین ممکن است جریان خازنی را به دلیل جاذبه یا دافعه یون‌ها ایجاد کند که لایه‌ای از یون‌ها با بار مخالف ایجاد می‌کند تا در محلول نزدیک به الکترود تشکیل شود.
لایه بار روی الکترود و لایه بار مخالف در الکترولیت مجاور، لایه دوگانه نامیده می شود و می توان آن را مانند یک خازن صفحه موازی در نظر گرفت، زیرا مقدار مطلق باری که جدا می کند با چگالی بار روی الکترود متفاوت است. ، و از این رو با ولتاژ آن. فیزیک ساختار و شکل گیری دو لایه بسیار پیچیده است و هنوز به خوبی درک نشده است. یکی از ساده‌ترین روش‌های تجربی برای توضیح تأثیر مشاهده‌شده ظرفیت بر روی منحنی‌های پلاریزاسیون، معرفی یک خازن ایده‌آل ثابت در سطح رابط الکترود-الکترولیت است.
این اثر را می توان از طریق شرط ظرفیت دو لایه اضافه کرد . خازن یک چگالی بار سطحی را ذخیره می کند و یک چگالی جریان شارژ دینامیکی ( جریان غیر فارادیک ) برابر با NF = d Q /d t ارائه می دهد . مجموع جریان ثبت شده در یک آزمایش واقعی برابر است با:
گاهی اوقات در الکتروآنالیز یک اسکن خالی بدون الکترولیز برای کم کردن جریان غیر فارادیک اجرا می شود. اگر ظرفیت دو لایه در مدل شما نادیده گرفته شود، باید مطمئن شوید که آن را با داده های تجربی ثبت شده در شرایط مشابه مقایسه می کنید.
 
توانایی COMSOL Multiphysics برای مدل‌سازی الکترواستاتیک و حمل و نقل گونه‌های باردار، ترکیب لایه دوتایی را برای افزودن جزئیات بیشتر به مدل وسوسه‌انگیز می‌کند. این معادلات جفت شده همیشه به شدت غیرخطی هستند و همگرایی جز در ساده ترین موارد بی اهمیت نیست. اگرچه لایه دوگانه پراکنده را می توان به صورت مجزا مدل کرد (به مثال مراجعه کنید)، این در رابطه با یک مدل الکتروشیمیایی کاملتر توصیه نمی شود.
 
ظرفیت دو لایه