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.
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
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
郝冰雁发布了新的文献求助10
刚刚
ceeray23应助张afsbdtw采纳,获得50
1秒前
3秒前
大鹏完成签到,获得积分10
3秒前
金枪鱼完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
6秒前
6秒前
9秒前
石幻枫发布了新的文献求助10
10秒前
ppt完成签到,获得积分10
10秒前
靓丽的衫完成签到,获得积分20
10秒前
gao完成签到 ,获得积分10
11秒前
CDH完成签到,获得积分10
11秒前
震动的沉鱼完成签到 ,获得积分10
11秒前
Zel博博完成签到,获得积分10
11秒前
pluto应助ZAy4gG采纳,获得20
12秒前
靓丽的衫发布了新的文献求助10
13秒前
甜蜜的振家完成签到,获得积分10
14秒前
Atlantis完成签到 ,获得积分10
14秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
劲秉应助科研通管家采纳,获得20
15秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得30
15秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
陈俊雷完成签到 ,获得积分10
15秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
ming完成签到,获得积分10
15秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
15秒前
15秒前
15秒前
15秒前
15秒前
思源应助皇马不是马采纳,获得10
16秒前
16秒前
嘉梦完成签到,获得积分10
17秒前
温暖霸完成签到,获得积分10
17秒前
简单的白云完成签到,获得积分10
17秒前
高分求助中
All the Birds of the World 4000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 3000
Animal Physiology 2000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Am Rande der Geschichte : mein Leben in China / Ruth Weiss 1500
CENTRAL BOOKS: A BRIEF HISTORY 1939 TO 1999 by Dave Cope 1000
Machine Learning Methods in Geoscience 1000
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3736805
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3280699
关于积分的说明 10020699
捐赠科研通 2997414
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1644554
邀请新用户注册赠送积分活动 782083
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 749668