含带电物质的Onsager-Stefan-Maxwell输运中的结构电中性
流体动力学
2022-11-28 v1
摘要
我们提出一种将局域电中性嵌入Onsager-Stefan-Maxwell电解质输运模型的方法,避免将其表述为带代数约束的微分系统。针对一般多组分电解质推导了通量显式输运定律,其中电导率、组分扩散系数与迁移数通过可逆矩阵计算与Stefan-Maxwell系数相关联。我们构造的所谓“盐-电荷基”实现了Guggenheim将物质电化学势变换为描述最小中性组分集合的组合,留下与电相关的唯一组合。定义保持Gibbs函数与能量耗散结构的共轭组分浓度与通量,保留了对称的Onsager倒易关系。该框架重现了Newman的二元电解质本构定律与Pollard-Newman的熔盐定律;我们还提出了双溶剂共混物中盐溶液(如锂离子电池电解质)的定律。最后,我们模拟了含浓度依赖性质的非理想二元电解质的恒电位Hull槽。
引用
@article{arxiv.2211.13505,
title = {Structural electroneutrality in Onsager-Stefan-Maxwell transport with charged species},
author = {Alexander Van-Brunt and Patrick E. Farrell and Charles W. Monroe},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.13505},
year = {2022}
}