电化学模块更新

COMSOL Multiphysics® 5.3 版本针对“电化学模块”的用户新增了一个电泳输送 接口;在三次电流分布,Nernst-Planck 接口中新增了多个特征;还新增了一个电路终端 特征,用于将电池模型与电路仿真关联起来。请阅读以下内容,进一步了解“电化学模块”的更新。

新的电泳输送 接口

新的电泳输送 接口可用于研究水溶剂中弱酸、碱和两性电解质的输送。此物理场接口通常用于模拟各种电泳模式,如,区带电泳、等速电泳、等电聚焦,以及移动边界电泳,适用于有关多种酸碱平衡的任意水系统。

 

将混合有两种蛋白质的样本完全分离成两个清晰的浓度峰值的区带电泳。

新教程:区带电泳

本教程介绍电泳输送 接口,这是一个用于分离含有苯胺和吡啶样本的区带电泳问题。

如需“区带电泳”教程,请访问以下“案例库”路径:
Chemical_Reaction_Engineering_Module/Electrokinetic_Effects/zone_electrophoresis

三次电流分布,Nernst-Planck 接口中的离子交换膜 内部边界条件

新的离子交换膜 边界节点指定了这样一个边界条件,其中的离子通量连续,但电解质电位不连续,且可以由 Donnan 平衡来描述。这种边界条件通常用于透析等问题中的同时包含自由电解质和离子交换膜的电化学电池。接口上的 Donnan 电位偏移根据界面每一侧带电离子的浓度自动计算。

钒氧化还原流电池的电解质电位图。 显示自由电解质与离子交换膜之间界面上电位偏移的钒氧化还原流电池中的电解质电位。 显示自由电解质与离子交换膜之间界面上电位偏移的钒氧化还原流电池中的电解质电位。

如需更新的“钒氧化还原流电池”模型,请访问以下“案例库”路径:
Batteries_&_Fuel_Cells_Module/Flow_Batteries/v_flow_battery

三次电流分布,Nernst-Planck 接口中新增的电荷守恒模型

三次电流分布,Nernst-Planck 接口现在支持四种不同的电荷守恒模型:电中性、水基电中性、支持电解质,以及泊松。

电路终端条件

您可以在边界上使用电路终端 特征,以指定与“AC/DC 模块”电路 接口中的外部 I vs. U 节点的耦合。电路终端 条件现在也可用作电极表面 节点中的边界条件,还可用作单粒子电池 接口中的工作模式。这样您就可以在电路仿真中包含高保真电池模型。

更新的教程:等电位分离

本例使用电泳输送 接口和层流 接口来模拟自由流动的电泳设备中的等电位分离。通过电场中的迁移传递可以从含有四种不同蛋白质的流体分离出其中一种蛋白质。

COMSOL Multiphysics 5.3 版本更新的“等电位分离”教学模型中的绘图。 设备出口的蛋白质浓度分布。 设备出口的蛋白质浓度分布。

如需更新的“等电位分离”教学模型,请访问以下“案例库”路径:
Chemical_Reaction_Engineering_Module/Electrokinetic_Effects/isoelectric_separation