课程简介
本课程面向电化学能量存储与转化相关领域高年级本科生、研究生,聚焦电化学核心部件—双电层,介绍电化学中常用的时域、频域建模方法和仿真手段,阐述电化学界面的主要物理化学特征,特别是从量子到经典的过渡。
本课程共三讲,每讲两小时。在讲授中,讲师将详细阐述理论背后的假设,关键推导步骤,及理论和实验的对照。
第一讲介绍经典理论。首先将介绍Gouy-Chapman-Stern理论的物理图像、主要假设、物理基础、数学工具及主要结果。其次将介绍,被忽视了超过半个世纪后,于二十一世纪初被再次发现的Bikerman的双电层理论。然后介绍非平衡双电层理论,即Poisson-Nernst-Planck理论。最后将介绍,如何在Matlab中自己编程,计算经典双电层的稳态和非稳态行为。
第二讲介绍讲师自己最近发展的一个量子-经典混合双电层理论,旨在帮助大家理解双电层中的经典和量子效应。首先将介绍描述电解液的统计物理方法。其次介绍描述电极的电子结构理论,即密度泛函理论。然后综合电解液和电极两侧的理论描述,得到了一个描述双电层的密度-势泛函理论模型。最后介绍如何在Matlab中自己编程,计算该模型。本讲的内容,是当前电化学书中所没有的。相关的理论方法,可以帮助学员在处理自己研究中遇到的特殊问题时,开发相应的理论模型。
第三讲介绍频域电化学理论模型,即电化学界面的阻抗响应。首先将介绍电化学阻抗谱的数学基础。其次以金属锂-溶液界面为例,介绍阻抗响应的理论推导方法。最后介绍,如何在Matlab中编程,进行阻抗谱的计算和拟合。
课程安排
第一讲:经典理论(2021.5.23 15:00-17:00)
•Gouy-Chapman-Stern理论
•被忽视的Bikerman的工作和再发现
•非平衡双电层理论
•计算实例
第二讲:量子-经典混合理论(2021.5.30 15:00-17:00)
•液相统计物理理论
•固相电子结构理论
•密度-势泛函理论
•计算实例
第三讲:频域阻抗谱理论(2021.6.6 15:00-17:00)
•电化学阻抗谱基础
•锂金属-溶液界面的阻抗解析解
•计算实例。
讲师介绍
黄俊,清华大学汽车工程系本科、博士,现于德国乌尔姆大学理论化学研究所,从事理论电化学方向的博士后研究。研究兴趣包括:电催化界面结构与多电子反应理论,电化学阻抗谱理论,和电化学理论解析解。主要研究结果包括:(1)发展了一个电化学双电层变分场论模型;(2)揭示了电催化界面非单调表面荷电行为;(3)构建了一个多电子电催化反应理论框架;(4)求得了几个电化学界面和多孔电极阻抗响应的解析理论解。
|
LUMO (2021-05-23) |
回复TA |
下次课会介绍平面波基组以及需要的FFT的写法吗,老师?
|
LUMO (2021-05-23) |
回复TA |
老师您一般使用的dft软件是vasp还是qe呢?
|
DFT (2021-05-23) |
回复TA |
黄老师,PPT巨势泛函中,静电作用中已经包含了库仑作用么
|
奔流 (2021-05-23) |
回复TA |
老师,采用您这套理论可以描述燃料电池三相界面,pt催化剂附近质子浓度分布吗?
|
Clown (2021-05-23) |
回复TA |
在锂离子电池领域,有哪些应用场景?可以详细介绍吗?
|
MXY (2021-05-23) |
回复TA |
请问,1:模拟的极化曲线能给出哪些方面的电极动力学或电化学反应的机理;2:双电层模型的MATLAB模拟与DFT计算相结合的文献可以推荐一些?
|
蔡逸飞 (2021-05-23) |
回复TA |
在锂金属沉积中金属表面实际存在SEI层(假设是Li2O),当金属电极和溶液间存在氧化物层时,如何考虑氧化物层对电极表面离子吸附和电势降的影响?
|
DFT (2021-05-23) |
回复TA |
请问黄老师,带电作用中库仑作用什么时候需要考虑
|
李洋 (2021-05-23) |
回复TA |
老师 腐蚀电化学 表面的钝化双电层怎么处理 谢谢!
|
LUMO (2021-05-23) |
回复TA |
老师您好请问coth(x)是双曲余切吗?
|
Clown (2021-05-23) |
回复TA |
有微信群吗?
|
材料人客服小谭 (2021-05-23) |
回复TA |
1、为什么可以假设金属和溶液之间电势差恒定?
2、电化学中平衡态和稳态的区别?GCS模型和Bikerman模型描述的是没有净电流的平衡态or稳态情况吧?
|
LUMO (2021-05-23) |
回复TA |
老师octave能用这个bvp4c工具箱吗?