Aggiornamenti dell'Electrochemistry Module
Agli utenti dell'Electrochemistry Module, COMSOL Multiphysics® versione 5.3 offre la nuova interfaccia Electrophoretic Flow, nuove funzioni nell'interfaccia Tertiary Current Distribution, Nernst-Planck e la nuova funzione Circuit Terminal per collegare i modelli di batteria a simulazioni circuitali. Gli aggiornamenti dell'Electrochemistry Module sono descritti in dettaglio qui di seguito.
Nuova interfaccia Electrophoretic Transport
La nuova interfaccia Electrophoretic Transport può essere utilizzata per studiare il trasporto di specie completamente dissociate, acidi e basi deboli, anfoliti e proteine in solventi acquosi. L'interfaccia fisica può essere utilizzata per modellare vari processi elettroforetici, come l'elettroforesi zonale, l'isotacoforesi, la focalizzazione isoelettrica e l'elettroforesi con contorno mobile, ma vale anche per qualsiasi sistema acquoso che coinvolga molteplici equilibri acido-base.
Elettroforesi zonale che separa un campione misto di due molecole in due picchi di concentrazione ben risolti.
Nuovo tutorial: Zone Electrophoresis
Questo tutorial serve da introduzione all'interfaccia Electrophoretic Transport. Viene impostato un problema di elettroforesi zonale per la separazione di un campione contenente anilina e piridina.
Percorso dell'Application Library con il tutorial Zone Electrophoresis:
Chemical_Reaction_Engineering_Module/Electrokinetic_Effects/zone_electrophoresis
Condizione al contorno interna Ion-Exchange Membrane nell'interfaccia Tertiary Current Distribution, Nernst-Planck
Il nuovo nodo di contorno Ion-Exchange Membrane specifica una condizione al contorno in cui il flusso di ioni è continuo, ma il potenziale dell'elettrolita è discontinuo e viene descritto mediante l'equilibrio di Donnan. Questa condizione viene usata di solito in celle elettrochimiche contenenti sia elettroliti liberi sia membrane a scambio ionico, ad esempio in problemi di dialisi. Una variazione del potenziale di Donnan viene calcolata automaticamente a partire dalle concentrazioni dello ione su ciascun lato dell'interfaccia di separazione del mezzo.
Potenziale elettrolitico in una batteria di vanadio a flusso redox che mostra le variazioni di potenziale alle interfacce tra l'elettrolita libero e la membrana di scambio ionico.
Percorso dell'Application Library con il modello aggiornato Vanadium Redox Flow Battery:
Batteries_&_Fuel_Cells_Module/Flow_Batteries/v_flow_battery
Nuovi modelli di conservazione della carica nell'interfaccia Tertiary Current Distribution, Nernst-Planck
L'interfaccia Tertiary Current Distribution, Nernst-Planck ora supporta quattro diversi modelli di conservazione della carica: elettroneutralità, basato sull'acqua con elettroneutralità, elettrolita di supporto e Poisson.
Condizione Circuit Terminal
È possibile utilizzare la funzione Circuit Terminal su un contorno per specificare un accoppiamento con il nodo External I vs. U nell'interfaccia Electrical Circuit dell'AC/DC Module. La condizione Circuit Terminal è ora disponibile anche come condizione al contorno nel nodo Electrode Surface e come modalità operativa nell'interfaccia Single Particle Battery. Questa consente di includere nelle simulazioni circuitali i modelli di batterie ad alta fedeltà.
Tutorial aggiornato: Isoelectric Separation
Questo esempio applica le interfacce Electrophoretic Transport e Laminar Flow per modellare la separazione isoelettrica in un dispositivo di elettroforesi a flusso libero. Un flusso con quattro proteine diverse si separa in flussi concentrati per mezzo del trasporto migratorio in un campo elettrico.
Distribuzione della concentrazione di proteine all'uscita del dispositivo.
Percorso dell'Application Library con il tutorial aggiornato Isoelectric Separation:
Chemical_Reaction_Engineering_Module/Electrokinetic_Effects/isoelectric_separation