Распределение пространственного заряда

Исследуем закономерности поведения объёмного заряда от толщины слоя, который находиться как алгебраическая сумма катионов и анионов, а размерном виде.

. (9).

В первую очередь численные расчёты выполнены для толщин нанослоя в пределах от 1 до 40 нм. Распределение обменной ёмкости от безразмерной координаты бралось для всех случаев одинаковой. Исследуем, как меняется при этом форма пространственного заряда и его интегральная величина. Распределение заряда определяется распределением потенциала мембраны и концентрации ионов и может быть разнообразным в зависимости от распределения ёмкости ионобменного материала, морфологии поверхности, заданного мембранного потенциала на системе.

Полученные численные расчёты представлены на рис. 13.

Ри.13. Распределение безразмерной плотности пространственного заряда при разной толщине нанослоя:1- 1, 2−10, 3−20, 4−30, 5−40, нм.

Из рисунка видно, что увеличением толщины нанослоя форма кривой распределения пространственного заряда немного меняется, максимальная величина уменьшается, практически не смещаясь, оставаясь в окрестности точки X= 0.65. Однако её размерная интегральная величина возрастает, так как толщина слоя растёт. На расстояниях 40 нм плотность заряда не превосходит 10^-3 Кл/м².

Рис. 14. Зависимость размерной интегральной поверхностной плотности заряда от толщины нанослоя.

Модель позволяет исследовать также зависимости потоков ионов через слой; вольтамперные кривые, для заданных входных параметров модели. Потоки ионов продуктов разложения воды меняют свою величину толщине слоя, однако плотность тока по толщине слоя остаётся постоянной.