Steric effects in the dynamics of electrolytes at large applied voltages. II. Modified Poisson-Nernst-Planck equations

位阻效应 普朗克 能斯特方程 统计物理学 泊松分布 电解质 物理 离子键合 离子 应用数学 化学 热力学 数学 量子力学 立体化学 统计 电极
作者
Mustafa Sabri Kilic,Martin Z. Bazant,Armand Ajdari
出处
期刊:Physical Review E [American Physical Society]
卷期号:75 (2) 被引量:548
标识
DOI:10.1103/physreve.75.021503
摘要

In situations involving large potentials or surface charges, the Poisson-Boltzman (PB) equation has shortcomings because it neglects ion-ion interactions and steric effects. This has been widely recognized by the electrochemistry community, leading to the development of various alternative models resulting in different sets "modified PB equations," which have had at least qualitative success in predicting equilibrium ion distributions. On the other hand, the literature is scarce in terms of descriptions of concentration dynamics in these regimes. Here, adapting strategies developed to modify the PB equation, we propose a simple modification of the widely used Poisson-Nernst-Planck (PNP) equations for ionic transport, which at least qualitatively accounts for steric effects. We analyze numerical solutions of these modified PNP equations on the model problem of the charging of a simple electrolyte cell, and compare the outcome to that of the standard PNP equations. Finally, we repeat the asymptotic analysis of Bazant, Thornton, and Ajdari [Phys. Rev. E 70, 021506 (2004)] for this new system of equations to further document the interest and limits of validity of the simpler equivalent electrical circuit models introduced in Part I [Kilic, Bazant, and Ajdari, Phys. Rev. E 75, 021502 (2007)] for such problems.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
1秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
从前完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
俭朴晓凡完成签到,获得积分20
2秒前
我是老大应助可靠白卉采纳,获得10
3秒前
Luo完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
5秒前
万能图书馆应助caca采纳,获得10
5秒前
汉堡包应助黑皮小白采纳,获得10
5秒前
5秒前
俭朴晓凡发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
123123发布了新的文献求助10
6秒前
DHY完成签到,获得积分10
7秒前
lucygaga完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
Suda发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
淡淡晓夏完成签到,获得积分10
8秒前
XQ发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
嘻嘻发布了新的文献求助10
9秒前
qy发布了新的文献求助10
10秒前
缥缈苑博完成签到,获得积分10
11秒前
jiangbai完成签到,获得积分10
11秒前
隐形的从阳完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
橙ccc完成签到,获得积分20
12秒前
12秒前
13秒前
小陈陈发布了新的文献求助10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
Resiliency Scale for Adolescents--Chinese Version 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7328055
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8942938
关于积分的说明 18967921
捐赠科研通 6983945
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3216245
关于科研通互助平台的介绍 2382999
邀请新用户注册赠送积分活动 2195681