这篇文档属于类型a，即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告：

研究团队与发表信息
本研究由Alief Avicenna Luthfie（日本千叶大学/印度尼西亚Mercu Buana大学）、So Segawa（千叶大学）、Yosephus Ardean Kurnianto Prayitno（千叶大学/印度尼西亚Gadjah Mada大学）、Noritaka Saito（日本九州大学）和Masahiro Takei（千叶大学）合作完成，发表于2025年4月的《Electrochimica Acta》期刊第528卷，文章编号146245。

学术背景与研究目标
研究聚焦于熔融氯化钠（molten sodium chloride）结晶过程中复杂阻抗（complex impedance）的时空动态变化，属于多物理场耦合（multi-physical coupling）与电化学（electrochemistry）交叉领域。背景动机包括：
1. 工业需求：熔融盐（如NaCl）作为相变材料（PCM）在聚光太阳能发电（CSP）中的应用需精确监测结晶过程。
2. 科学挑战：现有实验方法（如阻抗谱EIS）无法同时获取阻抗的时空分布，而传统数值模型（如焓-孔隙率模型）缺乏与阻抗的关联。
3. 研究目标：开发瞬态焓-孔隙率-阻抗模型（TEP-I模型），结合多物理场计算与多层阻抗测量，量化结晶过程中阻抗的非均匀变化及其重力效应。

研究方法与流程
研究分为模型构建与实验验证两大阶段，具体流程如下：

1. TEP-I模型开发

（1）瞬态焓-孔隙率模型（Transient Enthalpy Porosity Model）

• 输入参数：温度依赖的熔融NaCl热物性（密度ρ(t)、粘度μ(t)、导热系数k(t)、比热c(t)）及边界条件（冷却速率ξ=0.111 K/s）。
  
• 计算过程：
  
  • 通过连续性方程（式1）、动量方程（式2-3）和能量方程（式4）求解速度场（u）和温度场（T）。
    
  • 引入糊状区阻力（Mushy Force, mushf）模拟固相渗透性（式3），其中糊状区常数（musha=10^5 kg/m³·s）控制固相迁移。
    
  • 基于有效潜热（δL）更新液相分数（lφ）和固相分数（sφ）（式6-8）。
    
• 创新点：首次将温度依赖的热物性与Boussinesq近似结合，模拟重力驱动的自然对流对结晶过程的影响。
  

（2）瞬态阻抗模型（Transient Impedance Model）

• 关键步骤：
  
  • 通过固相分数（sφ）计算电导率（calcσ）（式9-10），结合Wagner方程（式14）求解介电常数（calcε）。
    
  • 基于简化Maxwell-Ohm定律（式11-13）计算电势分布（calcϕ），最终导出空间平均阻抗〈calcz∗〉（式15）。
    
• 空间分辨率：在z=5/10/15 mm三层高度计算阻抗，量化重力导致的非均匀性。
  

2. 多层阻抗测量实验

• 实验装置：
  
  • 使用马弗炉（Yamato KDF 300 Plus）熔化NaCl，LCR表（Hioki IM3570）测量阻抗，6个铂电极分三层布置（z=5/10/15 mm）。
    
• 数据对比：将实测阻抗〈measz∗〉（式28）与TEP-I计算结果〈calcz∗〉进行误差分析（式33）。
  

主要结果
1. 固相分数时空演化：
- 结晶三阶段：成核期（均匀糊状区）、晶体生长期（侧向→顶部扩散）、晶体合并期（完全固化）。
- 重力效应：z=15 mm处固相延迟形成（图12），因自然对流阻碍顶部结晶。

1. 阻抗变化特征：

   • 归一化阻抗norm〈calcz∗〉在成核期缓慢增加（z∗ς=0.01），晶体生长期急剧上升（z∗ς=0.27）（图9）。
     
   • 异常现象：z=¹⁰⁄₅ mm处阻抗因局部电导率突增短暂下降（图11），反映固相迁移效应。
     

2. 模型验证：

   • 三层平均误差δz=5=0.069、δz=10=0.056、δz=15=0.129（图14），表明TEP-I模型能有效预测阻抗时空分布。
     

结论与价值
1. 科学价值：
- 首次建立熔融盐结晶-阻抗耦合模型，揭示了重力对阻抗非均匀性的影响机制。
- 提出介电常数-固相分数关联式（式14），为高温熔盐电化学监测提供新方法。

1. 应用价值：
   
   • 优化CSP系统中PCM的结晶控制策略，提升储能效率。
     
   • TEP-I模型可扩展至其他熔融盐体系（如CaO-SiO₂）。
     

研究亮点
1. 方法创新：
- 开发多物理场耦合的TEP-I模型，整合焓-孔隙率模型与Maxwell-Ohm定律。
- 实验设计实现高温熔盐阻抗的原位多层测量。

1. 发现创新：
   
   • 揭示结晶过程中阻抗突降与固相迁移的关联性（图11），挑战传统均匀性假设。
     

其他价值
- 数据可重复性：模型参数（表1-2）和代码开源（未明确提及但符合学术趋势）。
- 跨学科意义：为计算流体力学（CFD）与电化学阻抗谱（EIS）的融合提供范例。

（报告总字数：约1800字）