مدلسازی و شبیه سازی واکنش های الکتروشیمیایی باتری روی-اکسیدنقره

شبیه سازی واکنش های الکتروشیمیایی باتری های روی--اکسید نقره بر اساس مدل ماکرو--میکروسکپی همگن در این رساله، انجام شده است. در این مدل معادلات حاکم بر فیزیک و شیمی این باتری ها، با استفاده از روش میانگین گیری از معادلات بقای میکروسکپی به دست آمده است. معادلات حاصل با استفاده از روش حل عددی جعبه ای کلر به طور همزمان برای یافتن مجهولاتی نظیر پتانسیل الکترودها، پتانسیل الکترولیت، غلظت الکترولیت، تخلخل الکترودها و سطح ویژه فعال در هر الکترود، در طول سل در حالات مختلف دشارژ، حل شده است. برای اعتبارسنجی و صحه گذاری نتایج حاصل از شبیه سازی، آزمون های تجربی در راستای همین رساله صورت گرفته است و نتایج مدل سازی با نتایج تست تجربی مقایسه شده است. با وجود اهمیت این باتری ها در صنایع مختلف، اکثر تحقیقات انجام شده روی فرآیندهای الکتروشیمیایی آنها بر مبنای تست های تجربی و اندازه گیری امپدانس اسپکتروسکپی صورت گرفته است و تحلیل تئوری آنها از طریق حل معادلات حاکم، کمتر مورد توجه قرار گرفته است. تاکنون معادلات حاکم بر این باتری ها به صورت بسیار محدود و منطقه ای صورت گرفته است و یک فرمولاسیون یکپارچه کلی که حاکم بر دینامیک آن باشد موجود نیست. در این رساله یک مدل یکپارچه بر مبنای مدل عمومی باتری ها و پیل های سوختی ارائه شده است که تمامی مناطق باتری نظیر الکترودها و سپراتور را به طور همزمان شبیه سازی می کند.