三维电极单元槽中极化分布的理论分析及优化

三维电极广泛应用于高能电池、燃料电池、太阳能化学电池等新技术领域，其重要性与日俱增, 三维电极反应工程理论分析已成为一个研究热点。本申请拟建立描述两种不同极性的三维电极单元槽普遍化理论数学模型，该数模包含联立的两个非线性微分方程组及一个代数方程，用以描述三维电极单元槽内耦联的多种极化分布，其中微分方程的边界条件由单槽电压和电解质欧姆降限定。该非线性数模拟用ADM机械化符号运算方法求解，以给出解的逼近解析表达式，在此基础上用数学优化方法获得普遍化的槽内极化分布的函数关系式，以对三维电极单元槽中的极化进行理论分析和优化。该数模的理论计算结果，将与填充床、多孔电极两种实验装置上获取的极化数据进行对照验证。本申请的研究成果可从理论上掌握三维电极电解槽及原电池两种单元槽的操作特性和优化设计原理，并将与申请人先前的研究工作基础一起，初步形成一个包含宏观动力学、反应器原理的三维电极反应工程理论框架。