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

Resumen

Se lleva a cabo en esta tesis un estudio en dos fases del transporte ionico en celulas electroquimicas. En la primera fase se construye el modelo en red de cada una de las celulas electroquimicas consideradas; en la segunda, se simula el comportamiento del modelo en las distintas condiciones supuestas. El modelo en red utilizado incluye el proceso de electrodifusion a partir del sistema de ecuaciones de nernst-planck y poisson; se han analizado los modelos para celulas electroquimicas con electrodos idealmente polarizables, celulas clasicas simetrica y asimetrica, y celulas con electrodos redox. En todos los casos, se ha simulado en primer lugar la respuesta transitoria a un pulso de potencial electrico externamente aplicado, interpretando las caracteristicas de las dobles capas ionicas en la interfase electrodo/disolucion en terminos de las conservacion de la carga electrica en el sistema y de la asimetria de los numeros de carga en catodo y anodo. Una parte esencial del trabajo realizado es la simulacion de la respuesta en frecuencia de los distintos tipos de celulas electroquimicas consideradas, independientemente de las condiciones experimentales. El metodo se ha utilizado igualmente para estudiar la linealidad de un sistema electroquimico en terminos del analisis de la descomposicion espectral mediante una serie de fourier de la respuesta del sistema a una perturbacion 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 perturbacion externa.