带电障碍物增强电动能转换效率
流体动力学
2017-12-05 v1
摘要
在本研究中，我们描述了在考虑壁面水动力滑移、有限离子尺寸和局部介电常数变化效应的情况下，在狭窄流体约束中引入流动障碍物对流动电势和能量转换效率的影响。我们考虑两类流动障碍物几何图案，其中规则图案被证明更有效。观察到，实施半径大于通道高度 10% 且电荷密度比（流动障碍物表面电荷密度与通道壁电荷密度之比）大于或等于 9 的结构化流动障碍物可显著增强发电效率。另一方面，对于半径小于或等于通道高度 10% 的障碍物，以电荷密度比~1 运行是有效的。为获得最优能量转换效率，必须维持幅度为 0.6 或以上的有效归一化节距长度。我们发现，与不考虑壁面水动力滑移和空间位阻效应的平面狭缝通道（约 4%）相比，带电流动障碍物的实施导致能量转换效率显著增强（规则图案约 18%）。引入有限离子尺寸和壁面水动力滑移效应（与狭窄约束中的流动相关）进一步提高了电动能转换效率。
引用
@article{arxiv.1712.01201,
title = {Charged Obstacles Augment Electrokinetic Energy Conversion Efficiency},
author = {Tanoy Kahali and Antarip Poddar and Jayabrata Dhar and Suman Chakraborty},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.01201},
year = {2017}
}