Estudio de procesos de transporte iónico en células electroquímicas mediante el método de redes

Abstract

Se lleva a cabo en esta tesis un estudio en dos fases del transporte iónico en células electroquímicas. En la primera fase se construye el modelo en red de cada una de las células electroquímicas consideradas; en la segunda, se simula el comportamiento del modelo en las distintas condiciones supuestas. El modelo en red utilizado incluye el proceso de electrodifusión a partir del sistema de ecuaciones de nernst-planck y poisson; se han analizado los modelos para células electroquímicas con electrodos idealmente polarizables, células clásicas simétrica y asimétrica, y células con electrodos redox. En todos los casos, se ha simulado en primer lugar la respuesta transitoria a un pulso de potencial eéectrico externamente aplicado, interpretando las características de las dobles capas ionicas en la interfase electrodo/disolución en términos de las conservación de la carga eléctrica en el sistema y de la asimetría de los números de carga en catodo y anodo. Una parte esencial del trabajo realizado es la simulación de la respuesta en frecuencia de los distintos tipos de células electroquímicas consideradas, independientemente de las condiciones experimentales. El método se ha utilizado igualmente para estudiar la linealidad de un sistema electroquímico en términos del análisis de la descomposición espectral mediante una serie de Fourier de la respuesta del sistema a una perturbación armonica. Se ha demostrado que el comportamiento a altas frecuencias es esencialmente lineal para cualesquiera condiciones; para frecuencias menores, la linealidad solo se presenta para pequeños valores de la perturbación externa