电化学气泡在微电极上的动态平衡
流体动力学
2024-11-11 v1
摘要
在气体发生的电解过程中，气泡因在电解质中由电极反应局部产生的超饱和而生长。当考虑微米尺度的电极（类似催化岛）时，发现气泡会趋于动态平衡状态，即气泡既不生长也不缩小。这种平衡状态在低超饱和下对针对和扩张湿法的气泡都适用，基于气泡脚部附近的局部流入与全球流出之间的平衡。与此前研究的被动纳米气泡稳定性不同，拉普拉斯压力在此发挥次要作用。我们扩展了张明 & Lohse (2023) 的解析解，通过考虑从直接数值模拟获得的电解质中溶解气体的非均匀分布。由此我们识别了气泡生长、消解和动态平衡的参数区域，并分析了平衡状态的稳定性。最后，我们对如何可能提高电解效率提出了结论。
引用
@article{arxiv.2411.05535,
title = {Dynamic equilibrium of electrochemical bubbles growing on micro-electrodes},
author = {Mengyuan Huang and Chao Sun and Kerstin Eckert and Xianren Zhang and Gerd Mutschke},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.05535},
year = {2024}
}
备注
16 pages, 13 figures