منصة الرسائل والاطاريح: محاكاة التفاعلات الكهروكيمياوية في خلايا الطلاء الكهرو كيمياوي

الخلاصة

ان الاهتمام المتزايد بالظاهرة الكهروكيمياوية اصبح واضحا ومتزايدا من خلال تواجدها اليومي في اقتصاديات الصناعه ككل والامثله على ذلك كثيرة فمنها الموجودة في البطاريات ، خلايا الوقود او المتسعات ، السيارات الكهربائيه ، الاجهزه المحمولة او الانتاج الصناعي الكيمياوي ؛ انتاج الكلور، الصودا ، الالمنيوم؛ الطلاء الكهروكيمياوي ، المكائن الكهربائية ، التنقيه بالتحليل الكهربائي ؛ والتأكل . يعد اسلوب محاكاة الخلايا الكهروكيمياوية خلال عملية الطلاء الكهروكيمياوي من الاساليب الحديثه والجديدة في الوقت الحاضر . قد تم التطرق في هذه الدراسة الى معرفة حركيات التفاعلات الكيمياوية و الكهروكيمياوية من خلال فهم ونمذجة التفاعلات الكهروكيمياوية الاساسية و التفاعلات الكيمياوية المرافقة لها اثناء عملية الطلاء الكهروكيمياوي وتأثير الظروف المختلفه على حركية وسرعة التفاعلات . من اجل تطبيق هذا الاسلوب تم الاعتماد على معادلات متوسط المجال الحركي ومعادلة بوزون المستعمله لنموذج شبكي مشحون ، وباستعمال نوعين من الخلايا باتجاه واحد لاغراض الجانب النظري في هذه الدراسة وهما ( نصف الخليه ، والخلية الكاملة ) ذات الحجم ( ) تحت تاثير جهد مسلط مقداره ( ) او عدمه . مع العرض بأن الخلية تحتوي على قطبين متماثلين سمك كل واحد منهما ( ) . ولاجل اظهار نتائج هذه الدراسة بشكلها المطلوب تم بناء برنامج حاسوبي بلغة فيجوال بيسك لحساب التراكيز وهي ( الذرات المعدنية ، الايونات الموجبه ، الايونات السالبه ، المذيب ، الفراغات ، الالكترونات ) ، توزيع الشحنات والجهد الكهربائي عبر المواقع . فقد استعملت طريقتين لحساب تيارالانتشار ، التي يعتمد عليها بشكل رئيسي في معادلات متوسط المجال الحركي وهي ؛ الاولى احلال الايونات بدلا من المذيب ؛ والثانيه التدرج بالجهد الكيمياوي . وفي كلتا الطريقتين فقد اظهرت النتائج خلال الفترات الزمنية الثلاثه ( ) على النحو التالي:- في حالة تسليط جهد عبر الخلية فأنه يزداد استمرارية الترسيب لفترات زمنية طويلة جدا ومن ثم يتوقف عند أنهيار قطب الأنود ، ومن الملاحظ ان الترسيب يزداد عندما تزداد مساحة توزيع الشحنات عند قطب الكاثود هذا من جهه ، ومن جهه اخرى فأن النمو الايوني الموجب يكون على شكل قمة عند قطب الكاثود ويكون متدرج بين قطبي الانود والكاثود ، ويحصل العكس بالنسبه للنمو الايوني السالب ، وفي الوقت نفسه فأن توزيع الجهد الكهربائي عبر المواقع عندما يكون عالي يؤدي بالنتيجه الى زيادة الترسيب . أما في الحالة الاخرى التي لم يتم تسليط جهد عبر الخلية فأن الترسيب سوف يبدأ ومن ثم يتوقف عند زمن ( ) ويعزى ذلك الى توقف التفاعلات الكهروكيمياوية عند هذا الزمن . ومن خلال استعمال الطريقتين آنفة الذكر تمت المقارنه بينهما عند زمن ( ) فوجد ان الترسيب للطريقه الاولى (بتيارالانتشار) اكثر كمية (تركيز للذرات المعدنية) لنصف الخلية من الطريقة الثانية (بتيارالانتشار) ، ويجري العكس في حالة الخلية الكامله . كما وتم التعرف في هذه الدراسة على تأثير الظروف المختلفه على عملية الترسيب و هي (التراكيز ، فرق الجهد ، طاقة Fermi ، المسافه بين الاقطاب) عند زمن( ) فوجد أن الزيادة في تراكيزالايونات الموجبه و السالبه في المحلول ، فرق الجهد عبر الاقطاب ، طاقة Fermi يؤدي بالنتيجة الى زيادة في الترسيب فيما يكون العكس عند زيادة المسافة بين الاقطاب .