含盐环境中的非线性电催化游动

在过氧化氢溶液中，微小的双金属颗粒可通过电催化反应实现自推进。这种游动由颗粒周围的离子通量驱动。我们对存在一价盐的情况对此过程进行建模，其中反应驱动的质子电流会诱导盐离子电流。我们采用了针对薄扩散层的理论，导出了非线性耦合输运方程。边界条件包含吸附离子的致密 Stern 层。颗粒表面的电化学过程采用一阶 Butler-Volmer 型反应进行建模。通过数值求解方程得到游动速度。在假设过氧化氢分解主要不诱导电流的前提下，推导出了解析近似解。我们发现，在低浓度下，游动速度随过氧化氢浓度线性增加。离子扩散对反应速率的影响可能导致速度与过氧化氢浓度函数关系呈现凹形。颗粒表面的致密离子层会降低反应速率，从而减小游动速度。我们的结果与已发表的实验数据一致。