氣體擴散電極電流密度分布研究.pdf

1、氣體擴散電極是一種多孔介質(zhì)，氣體透過多孔介質(zhì)擴散到固液界面發(fā)生電化學反應。氣體首先透過孔隙到達液體表面，在液體內(nèi)遵循擴散方程擴散到固液界面進行反應。我們關注的并不是電化學反應的過程，而主要在于傳質(zhì)過程對反應結果的影響，在這里我們關注的是電流密度，也就是反應結束后電極模型內(nèi)電流密度的分布情況。氣體擴散電極可以抽象出多種數(shù)學模型，本文主要研究氣體擴散電極中的一種模型-小孔電極模型，關注其電流密度的分布。已有的結果在一種極端的條件下，也就是假

2、定固液界面的反應速度無限大，給出了小孔電極的電流密度分布。本文則是針對一般條件—包含所有反應速度，首先定義出傳質(zhì)表征—最大的傳質(zhì)速度，然后針對反應速度等于、大于、小于最大傳質(zhì)速度分別計算給出其電流密度分布，并對電流密度分布結果進行分析。發(fā)現(xiàn)當反應速度等于及大于最大傳質(zhì)速度時，影響電流密度分布的因素為傳質(zhì)，也就是此時電流密度分布不隨著反應速度的改變而改變;而反應速度小于最大傳質(zhì)速度時，影響反應結果的因素為反應速度，電流密度隨反應速度的改變

3、而逐漸改變分布狀態(tài)。并且當反應速度大于最大傳質(zhì)速度時，反應呈現(xiàn)集中的趨勢，也就是存在一個集中反應區(qū)域—三相交界線附近的一條環(huán)帶，大部分的反應都集中于此環(huán)帶之中。最后，本文對相關研究前景進行了展望，提出了進一步研究中可能涉及到的本文未考慮的溶解速率等問題。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴介紹相關背景，引入本文研究的氣體擴散電極模型-小孔電極模型，提出其電流密度分布的問題。⑵對電極模型內(nèi)的液相傳質(zhì)過程進行闡述，在電極內(nèi)部，傳質(zhì)過程直接關系