为什么要模型电化学应用？

将电化学领域置于更传统的工程领域一直很困难。可以在化学工程，物理学，材料科学，物理化学，甚至土木工程和电气工程的学院中找到关注电化学应用的部门和机构。我相信这是因为电化学参与了相当多的应用程序，并且在某些方面很新。需要对电化学应用进行研究，然后才能理解和优化它们，但是在实验上做到这一点并不能给出所有答案。

电化学很难实验研究

电化学是工作的不可或缺的一部分电池和燃料电池，属于权力和汽车行业，而电化学工艺则负责大多数世界上的腐蚀，经常由物质科学家和土木工程师研究的东西。电化学加工，蚀刻和沉积在电子行业中很普遍，但是物理化学家可以研究。然而，在所有这些情况下，电化学过程中发生的事情的基本化学和物理通常很难实验研究 - 电化学反应有时会藏在多孔介质中，或者像腐蚀一样，既腐蚀又是这种情况。多年的跨度。在许多情况下，您可以测量系统上盘中的全局电流和电压，但是几乎不可能测量激活电位的激活或电极水平的电流密度。为了充分理解和优化您的流程，设备和周围环境，也有必要对这些电化学应用进行建模。

comsol已经迎合了电化学应用的建模…

comsol迎合了许多需要考虑电化学应用的行业。我们的电池和燃料电池模块包含此类建模的相关特征，例如优化电极，分离器，电流收集器和馈线的材料特性和配置，进料通道，膜和电解质。这电沉积模块不仅是对电极表面上发生的电化学反应进行建模的理想选择，还适用于周围系统的影响，例如对流电解质的运输以及可用于增强沉积或蚀刻过程的屏蔽和掩蔽。而腐蚀模块显然，模拟了基本的腐蚀过程，例如电力，点蚀和缝隙腐蚀，它对于建模腐蚀保护过程，例如ICCP和牺牲阳极，甚至可以控制水下电势，甚至对于控制水下电位，也是有用的。可以用来放弃潜艇的位置。

…但是可能还有更多工作要做

再说一次，当我以前从事建模电化学应用时，它不在这些字段中。实际上，我研究了一些最古老的电化学应用。苛性钠，氯和氯酸盐的平凡产生。工业电解还可以回答铝，甚至氢和氧的生产。这些解释了世界工艺行业中一些最大的生产方法和数量。

在另一个层面上，一门新兴的科学是对生物系统和他们对电化学的依赖。我们有一个例子肿瘤的电化学治疗使用Nernst-Planck方程定义阳极处氯和氧气进化过程的竞争电化学反应动力学的界面。这两种化学物质在肿瘤中的产生都显着降低了各个电极的pH值，从而导致肿瘤破坏。这是在非传统领域出现电化学的另一个例子，也许这次是在生物医学工程中。

在六分钟内，在治疗期间，在不同时间步骤中肿瘤内的pH-Profiles。

氯（红线）和氧气（绿线）进化反应的总电流密度（蓝线）和六分钟内的氧气（绿线）的电流密度。