A statistical mechanical model for the calculation of the permittivity of water in hydrated polymer electrolyte membrane pores
Notice bibliographique
Résumé
An equilibrium statistical mechanical model is derived to compute the spatial variation in the permittivity of water within the hydrated pores of ion-containing polymeric membranes. The fixed anionic groups within the pore are modeled as periodic arrays of point charges. The Helmholtz free energy is calculated from a total Hamiltonian of the pore that includes energy from (1) interactions between the fields generated by the fixed charge groups and the dipoles of the water molecules, (2) “hard core” interactions between the water molecules, and (3) dipole–dipole interactions between the water molecules. The free energy is divided into two parts: (a) a reference free energy associated with five water molecules in a cluster interacting with each other through the hard core potentials and with the fixed charge groups and (b) an excess free energy due to the dipolar interactions between the water molecules in two cluster units. In the present work we calculate the polarization and corresponding permittivity from this reference free energy. We first show that our calculations, even at this level of sophistication, go beyond all the traditional approaches. Furthermore, with our model we compute radial profiles of the permittivity in the pores of the sulfonic acid–based Nafion® and 65% sulfonated poly ether ether ketone ketone polymer electrolyte membranes at several different hydration levels. These numerical results and predictions are in agreement with known experimental measurements.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».