معادله دیفرانسیل باتلر-ولمر (Butler-Volmer Differential Equation)، در ریاضیات (Mathematics)
انواع معادلات دیفرانسیل (Differential Equation) را در آموزش زیر شرح دادیم :
معادله دیفرانسیل باتلر-ولمر (Butler-Volmer Differential Equation) :
این یک معادله دیفرانسیل معمولی (ODE) است که در الکتروشیمی و به ویژه در مدل سازی سینتیک واکنش های الکترودی (Electrode Kinetics) به کار می رود. این معادله رابطه بین چگالی جریان (Current Density) و اضافه پتانسیل (Overpotential) را در سطح الکترود توصیف می کند. شکل آن به صورت زیر است:
\[ j = j_0 \left( \exp\left( \frac{\alpha_a F \eta}{RT} \right) - \exp\left( -\frac{\alpha_c F \eta}{RT} \right) \right) \]که در آن
\[ j \]چگالی جریان،
\[ j_0 \]چگالی جریان تبادلی،
\[ \alpha_a \]و
\[ \alpha_c \]ضرایب انتقال،
\[ F \]ثابت فارادی،
\[ \eta \]اضافه پتانسیل،
\[ R \]ثابت گازها، و
\[ T \]دما است. این معادله پایه و اساس طراحی باتری ها، پیل های سوختی، و سلول های الکتروشیمیایی است.