elektrolytflöde

Elektrolytflöde är rörelsen av elektrolyt genom en elektrokemisk enhet där vätskan transporteras för att leverera joner till och från elektroderna. Flödet påverkar massöverföring, reaktionshastigheter och temperatur i systemet. Transporten av joner beskrivs av Nernst‑Planck‑relationer, där diffusion, migration och konvektion samverkar. I många tillämpningar bestäms prestanda av hur väl elektrolyten blandas och avleder värme.

I praktiska system används elektrolytflöde i flödesceller och redoxflödesbatterier. Genom att styra flödeshastighet och strömriktning kan man motverka koncentrationspolarisation vid elektroderna och effektivt avleda värme. Flödet kan vara laminärt i små kanaler eller gå över till turbulent i större anläggningar. Dimensioner som Reynolds-tal, kanalgeometri och massöverföringskoefficienter är viktiga för design och optimering.

Design och modellering av elektrolytflöde kombinerar mekanisk vätskedynamik och elektrokinetik. CFD används för att förutsäga strömningsfält, medan transportfenomen beskrivs med Nernst‑Planck‑baserade ekvationer. Experimentella metoder som tracer-studier, elektroimpedansspektroskopi och flödesbaserade tester används för att kalibrera modeller och bedöma massöverföring vid elektroderna.

Vanliga tillämpningar inkluderar redoxflödesbatterier, där kontinuerligt flöde av elektrolyt möjliggör lagring och återvinning av redoxpar, samt elektroplätering, elektrosyntes och vattenrening där kontrollerad jontransport är avgörande för effektivitet och kvalitet.