实验结果：洛伦兹力驱动的电解液绕电极旋转推动气泡运动

当石墨电极两端加直流电时，电极附近会出现大量气泡，这是由于正负电极处的电解作用所致，化学反应式为［46］

显然，在正负两极上产生的分别是O2和H2，将化学反应式（4-13）和（4-14）合并，有

从（4-15）可以看出，H2的体积是O2的两倍，所以环绕负极的气泡要多于正极的气泡，这可以由图4.17得到验证，图中两电极之间的电流为0.392 A。

图4.17　两极间电流为0.392 A时NaOH电解液的运动［45］(www.xing528.com)

采用软件COMSOL Multiphysics对两极间的电势分布进行了仿真，结果如图4.18所示。正负两极的电势分别设为5V和-5V，红色箭头代表从高到低的电场方向，根据式（4-8）和（4-10），NaOH电解液所受的洛伦兹力可以表示为［47］

图4.18　NaOH电解液围绕电极运动的仿真结果［45］

左右电极电势分别设为5V和-5 V，B垂直于纸面向外，E的方向为红色箭头，白色箭头是施加在电解液流体上的洛伦兹力的方向。

其中，J为电流密度，σ和u分别是电解液的电导率和运动速度，E为电场强度，方向如红色箭头所示，B为磁感强度。假定B垂直于纸面向外，则F的方向垂直于E和B所成的平面，如图4.18中白色箭头所示，因此受洛伦兹力驱动的电解液会绕电极旋转，并推动气泡一起运动，由于正负电极的电流方向相反，所以绕电极运动的电解液的方向也是相反的。