Mathematical Modeling and Sensitivity Analysis of Enzymatic Biofuel Cells with Various Electrode Geometries
سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 37
فایل این مقاله در 13 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_JACM-12-4_001
تاریخ نمایه سازی: 22 مهر 1405
چکیده مقاله:
The mathematical model in this study advances prior research on enzymatic biofuel cells by applying the Rajendran–Joy method, which enables approximate analytical solutions of nonlinear reaction–diffusion equations incorporating Michaelis–Menten-type enzyme kinetics. Unlike many earlier models that primarily relied on numerical simulation or simplified linear assumptions, this study provides explicit analytical expressions for substrate concentration profiles and current–potential relationships for multiple electrode geometries (planar, cylindrical, spherical). The analytical approach delivers high accuracy validated against numerical simulations, allowing systematic parametric sensitivity analysis to reveal how critical parameters—such as the Thiele modulus, Michaelis–Menten constants for substrate and mediator, applied potential, and electrode geometry—govern biofuel cell performance. This enhances mechanistic understanding and design optimization, including evaluation of limiting cases, thereby offering new insights beyond previous methods that were either purely numerical or less comprehensive in addressing nonlinear kinetics and geometric effects.
کلیدواژه ها:
Mathematical modelling ، Nonlinear equations ، Biofuel cell ، Analytical and numerical method ، Reaction-diffusion equation ، Sensitivity analysis
نویسندگان
- -
Department of Mathematics, Alagappa University, Government Arts College for Women, Ramanathapuram-۶۲۳۵۰۱, India
- -
Department of Mathematics, AMET University, Chennai-۶۰۳۱۱۲, India
- -
Department of Mathematics, Sethupathy Government Arts College, Ramanathapuram-۶۲۳۵۰۲, India
- -
Department of Mathematics, AMET University, Chennai-۶۰۳۱۱۲, India
- -
Department of Applied Mathematics, Faculty of Mathematics and Computer, Shahid Bahonar University, Kerman ۷۶۱۶۹-۱۴۱۱۱, Iran
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :