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模擬電化學分析、電解和電透析等應用。
從實驗研究人員到電化學工業工程師

通過精確模擬,電化學模組擴展了電化學系統設計、理解和優化的能力。使得實驗研究人員或工業電化學工程師受益頗多。電化學反應機理、質量傳遞和電流密度分佈等模擬功能使用戶可以高效地模擬包括電解、電透析、電化學分析、電化學傳感器和生物電化學在內的諸多應用。

一次、二次和三次電流分佈介面

電化學模組涵蓋了涉及電化學反應的一系列應用。可以通 過以下介面實現:一次、二次和三次電流分佈、電解分析、自由和多孔介質中的流動、傳熱、非均相和均相化學反應、以及稀溶液和濃溶液中的材料傳遞。其應用包 括氯堿和氯酸鹽電解的研究與設計、製備氫氣和氧氣的水電解、廢水處理、海水淡化、電催化和電解分析中的基本電化學研究,以及葡萄糖、pH值、氫等氣體的傳感器。

電化學分析介面

除了專門針對循環伏安法的介面,電化學模組中還提供了一些專用功能,用於模擬安培分析法、電位法、電化學阻抗和庫侖法研究。結合實驗和模擬結果確定交換電流密度、電荷傳遞係數、活化表面、擴散係數和反應機理等參數。隨後,可以在工業應用中將這些參數用於精確模擬和設計優化。

 

  • 氯?元电池中的二次电流分布模型。

  • 无需假定电中性,通过将描述电势分布的 Poisson 方程与描述离子传递的 Nernst-Planck 方程耦合,就可以模?扩散双电层中的电荷密度。

  • Nyquist 图(不同的频率和非均相电极动力学反应速率常数)。

     

     

     

     

     

    電化學分析介面

    除了專門針對循環伏安法的介面,電化學模組中還提供了一些專用功能,用於模擬安培分析法、電位法、電化學阻抗和庫侖法研究。結合實驗和模擬結果確定交換電流密度、電荷傳遞係數、活化表面、擴散係數和反應機理等參數。隨後,可以在工業應用中將這些參數用於精確模擬和設計優化。

    全面支持含電化學反應的行業應用

    電化學模組中的介面用於模擬具有一次、二次或三次電流分佈假設的系統。一次電流分佈介面忽略由於電化學反應產生的電勢損失,利用歐姆定律與電荷平衡計算電解質和電極中的電流。二次電流分佈介面考慮了基於化學反應的損失,並通過 Tafel Butler-Volmer 方程進行模擬。且支持修改或自定義表達式。這些介面計算電勢分佈,將其作為電化學反應動力學的一部分。

    在許多電極反應表面以及反應面附近,電解質的濃度分佈是不均勻的。在這種情況下,除了電遷移之外,還必須考慮擴散和對流的影響。電化學模組提供了三次電流分佈介面,利用 Nernst-Planck 方程來描述電解質中化學物質的傳遞。利用 COMSOL Multiphysics ®中的卓越功能,該介面可以無縫地耦合到流體流動或傳熱等其他介面。