Multi-scale modeling of diffusion and electrochemical reactions in porous micro-electrodes

微尺度化学 材料科学 多孔性 电极 扩散 多孔介质 电化学 热力学 机械 化学 复合材料 物理化学 物理 数学 数学教育
作者
Tien Dung Le,Didier Lasseux,Xuan–Vien Nguyen,Gérard L. Vignoles,Nicolas Mano,Alexander Kuhn
出处
期刊:Chemical Engineering Science [Elsevier BV]
卷期号:173: 153-167 被引量:23
标识
DOI:10.1016/j.ces.2017.07.039
摘要

A multi-scale model of diffusion/reaction at play in a porous electrode is developed and solutions to the physico-electro-chemical coupled problem are provided. This represents a key step to progress in the optimization of new efficient and innovative micro-electro-devices that needs to be addressed from a chemical engineering point of view. The pore-scale model based on Fickian diffusion in the porous medium and Nernstian layer and the electrochemical reaction governed by the Buttler-Volmer equation is upscaled using volume averaging to obtain a macroscopic model that describes the process on an effective equivalent medium. The validity and accuracy of the macroscopic model is successfully checked through the comparison with direct numerical simulations of the initial microscale model for amperometry tests. Predictions obtained from the upscaled model on the current intensity versus the scanning potential during voltammetry reveal to be in very good agreement with experimental results reported in the literature. These results show the capability of the macroscopic model to analyze the behavior of the porous electrode. In particular, it provides an efficient tool to study the dependence of the current intensity on the microstructure of the porous material and on the electrochemical parameters with the perspective of optimizing the electrode efficiency.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
苏卿发布了新的文献求助30
刚刚
慕青应助小洋采纳,获得10
1秒前
天天发布了新的文献求助10
2秒前
Owen应助小勇仔采纳,获得10
2秒前
超级纸飞机完成签到,获得积分10
2秒前
李小强完成签到,获得积分10
4秒前
娜娜完成签到,获得积分10
5秒前
恩善完成签到 ,获得积分10
6秒前
传奇3应助YoursSummer采纳,获得10
7秒前
9秒前
12秒前
小洋发布了新的文献求助10
14秒前
余健发布了新的文献求助10
14秒前
19秒前
SamuelLiu完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
清爽乐菱应助苏卿采纳,获得30
22秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
26秒前
27秒前
天天发布了新的文献求助50
28秒前
小橘子发布了新的文献求助10
29秒前
30秒前
酷波er应助YoursSummer采纳,获得10
30秒前
若水完成签到,获得积分10
32秒前
32秒前
饼饼发布了新的文献求助10
33秒前
我是老大应助糟糕的铁锤采纳,获得50
35秒前
情怀应助满意的盼夏采纳,获得10
36秒前
核桃应助研友_xnEOX8采纳,获得60
37秒前
38秒前
yar应助WD采纳,获得10
40秒前
小白完成签到,获得积分10
43秒前
雯子完成签到,获得积分10
46秒前
46秒前
48秒前
50秒前
北彧发布了新的文献求助10
51秒前
54秒前
小二郎应助cheers采纳,获得10
54秒前
54秒前
高分求助中
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 1000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 310
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3979704
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3523679
关于积分的说明 11218338
捐赠科研通 3261196
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1800490
邀请新用户注册赠送积分活动 879113
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 807182