Эффект шероховатости поверхности электрода в кинетике диффузионного переноса коионов через ионообменную мембрану

1.

ЭФФЕКТ ШЕРОХОВАТОСТИ
ПОВЕРХНОСТИ ЭЛЕКТРОДА В КИНЕТИКЕ
ДИФФУЗИОННОГО ПЕРЕНОСА КОИОНОВ
ЧЕРЕЗ ИОНООБМЕННУЮ МЕМБРАНУ
Подготовил: студент 3 курса Кузьменко Г.А.
Научный руководитель: доц., д.х.н. Козадёров О.А.

2.

Цель:
изучить эффект шероховатости поверхности электрода в
кинетике диффузионного переноса коионов через
ионообменную мембрану методом компьютерного
моделирования при хроноамперометрических условиях.
Задачи:
• получить концентрационные профили;
• построить хроноамперограммы;
• рассмотреть временную зависимость функции
шероховатости.
2

3.

Условия и методы исследования
Модель и объекты:
• электрод с различной шероховатостью, на который
нанесена катионообменная мембрана Nafion, содержащая
[Fe(CN)6]2-/ [Fe(CN)6]3- (далее именуются как Ox и Red
соответственно).
Режим проведения эксперимента:
• хроноамперометрический.
Метод решения:
• метод конечных элементов (численный)
Программа для моделирования:
• Comsol Multiphysics
.
3

4.

Геометрическое описание модели электрода
4

5.

Описание поверхности шероховатого
электрода
x,
20
λ
z=
ε
2π
⋅ ෎ 2−i ⋅ cos 3i ⋅
x
4
λ
+2
i=0
ε
z,
5

6.

Математическая модель
• Уравнение реакции: Ox+ne Red
• Плотность тока с учётом первого закона Фика:
ⅈ = −nFD∇C|z=f x