利用非反周期势控制液体中稳态电场的方向
应用物理
2023-06-14 v1
摘要
当对电解质溶液施加振荡电势时，通常假设接地或通电电极的选择无关紧要，因为电势的时间平均为零。然而，近期的理论、数值和实验工作已确立，某些类型的“非反周期”多模态振荡电势可诱导朝向接地或通电电极的净稳态场 [Hashemi 等人, Phys. Rev. E 105, 065001 (2022)]。在此，我们通过对发生在阳离子和阴离子具有不同迁移率的电解质中的非对称整流电场（AREF）进行数值和理论分析，详述这些稳态场的性质。我们证明，由非反周期电势（例如，由 2 和 3 Hz 模式组成的双模波形）诱导的 AREF 总是产生在两个平行电极之间空间不对称的稳态场，使得交换哪个电极通电会改变场的方向。此外，利用微扰展开，我们证明不对称 AREF 源于所施加电势的奇非线性阶。我们通过将理论推广到证明所有零时间平均（无直流偏置）周期电势类（包括三角波和矩形脉冲）均会出现不对称场，进一步推广了该理论，并讨论了这些稳态场如何极大地改变电化学和电动系统的解释、设计和应用。
引用
@article{arxiv.2209.11169,
title = {Controlling the direction of steady electric fields in liquid using non-antiperiodic potentials},
author = {Aref Hashemi and Mehrdad Tahernia and William D. Ristenpart and Gregory H. Miller},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.11169},
year = {2023}
}