电化学薄膜在经典极限电流上方的翻译
摘要：在超过经典扩散限值的直流电流下，我们研究了一个模型电化学薄膜。数学问题涉及到具有非线性边界条件的二元电解质的稳定泊松−涅尔斯特−普朗克方程，涉及到反应动力学和Stern层电容的边界条件，以及关于阴离子数量的积分约束。在极限电流下，我们发现阴极处存在嵌套边界层结构，这是由反应边界条件所要求的。在超过极限电流时，通常会在电池的阴极侧出现阳离子的消耗。在这个范围内，我们导出了（i）经典的体空间电荷层和（ii）阴极处的另一个嵌套高电荷边界层的一阶渐近近似。前者涉及到一个未屏蔽离子种类的涅尔斯特−普朗克方程的精确解，可能更普遍地适用于通过非常薄的绝缘膜的法拉第传导。通过匹配扩展，我们在空间电荷区域内推导出了电流-电压关系。在整个分析过程中，我们强调Stern层电容对电池行为的强烈影响。
作者：Kevin T. Chu and Martin Z. Bazant
论文ID：physics/0406076
分类：Chemical Physics
分类简称：physics.chem-ph
提交时间：2007-05-23