Revistes Catalanes amb Accés Obert (RACO)

Simulación numérica del transporte iónico en electrodeposición en condiciones más realísticas

Guillermo Santiago, Alejandro Peuriot, Guillermo Marshall, Fernando Molina

Resum


El fenómeno de deposición electroquímica ramificada (ECD) en celdas delgadas presenta dos escalas que
difieren notablemente: una zona de casi neutralidad que ocupa la mayor parte del espacio y una capa límite
de carga varios órdenes de magnitud menor a aquélla. En la capa límite se produce la mayor parte de la
caída de potencial y de las variaciones de concentración. Este problema se torna crítico cuando se pretende
simular soluciones con concentraciones cercanas a las empleadas experimentalmente. Se presenta aquí un
modelo numérico de las ecuaciones para transporte iónico en ECD que resuelve dicho problema. El modelo
consiste en la aproximación por diferencias finitas de las ecuaciones unidimensionales de Nernst–Planck
para el transporte iónico y la ecuación de Poisson para el potencial electrostático. Para resolver el problema
numérico que presenta la extrema disparidad de las escalas, se introduce un método implícito iterativo en
una malla de paso espacial con variación exponencial y paso temporal adaptativo. Esta metodología permite
lograr, por primera vez en la literatura, soluciones numéricas estables para concentraciones del orden de 1017
cm−3, que corresponden a soluciones diluıdas del orden de 10−4 M.

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