Butler-Volmer 电流电势特性

Butler-Volmer 方程通常在电化学应用中用于对电极（发生阴极和阳极反应）的电流和电势之间的关系建模。

在边界或交界面处，过电位 $\eta$ 定义如下：

其中， $R$ 为用户自定义的电阻， $J_n$ 为单位电流（请参见 Eqn. (4283)）。 对于交界面， ${\varphi }_0$ 和 ${\varphi }_1$ 分别表示边界 0 和边界 1 处的电势。 对于边界， ${\varphi }_0$ 表示在边界计算得出的势解，而 ${\varphi }_1$ 表示在边界指定的电势。 ${\varphi }_E$ 表示零电流电势。

Butler-Volmer 方程定义单位电流 $J_n$ 和过电位 $\eta$ 之间的关系，如下所示：

其中：

• ${\alpha }_a$ 为阳极表面传递系数
• ${\alpha }_c$ 为阴极表面传递系数
• $j_0$ 为单位交换电流
• $F=9.648525879\times {10}^7{\text{C kmol}}^{-1}$ 为法拉第常数
• $R_u=8.3144621\times {10}^3\text{J k}{\text{mol}}^{-1}{\text{K}}^{-1}$ 为通用气体常数

当 Simcenter STAR-CCM+ 求解能量方程 (Eqn. (658)) 时，将自动计算温度 $T$ 。 否则，Simcenter STAR-CCM+ 会应用默认温度 $T=293K$ 。 应该避免交界面两侧的温度大幅变化。

对于过电位 $\eta =0$ ，Eqn. (4296) 指定的单位电流是 $J_n=0$ 。