Cấu trúc bể điện giải để tạo ra nước hydro

Cấu trúc bể điện giải để tạo ra nước hydro điện phân nồng độ cao trung tính.

○ Kazuyoshi Arai, Noriyuki Yanagihara, Tatsuya Naito, Fumitake Sato

Công ty TNHH Mizu.

 Đã lâu rồi tôi không uống nước được tạo ra ở cực âm bằng phương pháp điện phân vì mục đích sinh lý.

 Gần đây, sự chú ý đã được tập trung vào nước hydro chứa trong catốt như một thành phần hoạt tính có các tác dụng sinh lý khác nhau. Tuy nhiên, trong trường hợp nước cực âm (được gọi là nước ion kiềm) được tạo ra bằng cách sử dụng bình điện phân thông thường.

 Do cấu trúc, nó không thể hòa tan một nồng độ hydro cao. Hoặc điều chỉnh các điều kiện điện phân và hòa tan cưỡng bức.

 Nếu bạn cố gắng, độ pH sẽ tăng lên cùng với nó, vì vậy nó không thích hợp để uống và độ pH là 10,5 hoặc cao hơn.

 Nó đã trở thành nước trong khu vực kali. Do đó, kết quả của nhiều năm nghiên cứu cần mẫn để giải quyết các vấn đề của bể điện phân thông thường, những người thực hiện đã phát triển một bể điện phân (sau đây gọi là bể điện phân kiểu mới) để sản xuất nước hydro điện phân nồng độ cao trung tính.

 Bằng cách này chúng tôi đã thành công trong việc đặc biệt chỉ tăng nồng độ hydro hòa tan mà không làm thay đổi độ pH của nước trước và sau khi điện phân.

 Trong bình điện phân thông thường, cực âm và cực dương được bố trí đối diện nhau qua màng ngăn và mỗi cực là tâm.

 Một buồng cực âm và một buồng cực dương được cấu hình bằng cách đặt một điện áp một chiều giữa hai cực, nó được tạo ra trong buồng catốt.

 Nước kiềm có độ pH cao (nước ion kiềm) được tạo ra bởi ion OH, và nó được tạo ra trong buồng cực dương.

 Các ion H + tạo ra nước có tính axit với độ pH thấp. Mặt khác, ở bình điện phân kiểu mới, nó được nối với cực âm qua màng ngăn.

 Điểm mà các cực dương được bố trí đối diện nhau giống như trước đây, nhưng các cực dương được bố trí ở bên ngoài bình điện phân ở dạng trần.

 Bởi vì một màng ngăn được cung cấp bên trong bể điện phân để nó tiếp xúc gần với cực dương, nên nó phụ thuộc vào cấu trúc.

 Rõ ràng là không có buồng cực dương trong bể điện phân loại tiếp theo. Do đó, tổng lượng nước thô cần cung cấp trở thành nước catot. Trong bình điện phân mới, bản thân bề mặt tiếp xúc giữa màng ngăn và tấm cực dương đóng vai trò của buồng cực dương phía dưới

 Gọi bề mặt tiếp xúc này là buồng cực dương giả. Khi nước thô được dẫn điện được cung cấp vào bể điện phân, một âm dương giả được hình thành để tạo thành một màng nước mỏng.

 Buồng cực cũng được lấp đầy, nhưng lúc này bản thân màng ngăn chứa nước và đồng thời đóng vai trò như một vách ngăn. Do đó, chức năng của buồng cực dương được thể hiện trong buồng cực dương giả mà không bị rò rỉ nước ra bên ngoài bể điện phân.

<Đặc điểm cấu tạo của bể điện phân mới>

I. Bên trong tấm anot có một màng ngăn sao cho tấm anot và màng ngăn tiếp xúc với nhau.

II. Bên ngoài của cực dương thông ra khí quyển và dường như không có buồng cực dương như bể điện phân thông thường.

III. Một màng điện phân rắn (màng trao đổi cation) được sử dụng làm màng ngăn. Tấm anot được đục lỗ để thoát khí sinh ra trên bề mặt anot ra ngoài khí quyển.

Ⅴ .Bình cực âm có cấu tạo giống như bình điện phân thông thường.

Các tính năng của nước được sản xuất bằng bể điện phân mới như sau.

1. 1. Hyđrô hòa tan đến bão hòa.

 Khi đặt điện áp một chiều vào giữa bản cực dương và bản cực âm của bể điện phân mới, trong mỗi buồng cực âm và buồng giả cực dương xảy ra phản ứng cực âm và phản ứng cực dương xảy ra như trong bể điện phân thông thường. Trong buồng catốt, các phân tử nước nhận êlectron từ tấm catốt

 Là một phân tử hydro, nó hòa tan trong nước ở catốt. Cung cấp nhiều điện hơn cho nước mà không làm thay đổi độ pH

 Do đó, có thể tạo ra nước hydro hòa tan nồng độ cao.

2. Độ pH của nước hầu như không thay đổi trước và sau khi điện phân.

 Trong bình điện phân mới, tấm anot và màng ngăn được bố trí chặt chẽ nên ion H + sinh ra trong khoang giả anot là.

 Nó di chuyển theo hướng của màng ngăn dưới dạng đẩy điện vào bản cực dương. Một phần của nó đi qua màng ngăn (màng trao đổi cation).

 Nó đi vào buồng cực âm và phản ứng với các ion OH trong nước ở cực âm để trở thành nước. Vì các ion OH trong nước catốt được trung hòa theo cách này, nên độ pH của nước hầu như không thay đổi trước và sau khi điện phân.

 3. 3. Không tạo ra nước cực dương.

 Vì tất cả nước được cung cấp đều trở thành nước catốt, nên không có nước thải để tạo nước hydro, và toàn bộ lượng nước này được lặp lại.

 Có thể thực hiện điện phân tuần hoàn. Bằng cách thực hiện điều trị điện phân tuần hoàn như vậy, hydro được giải phóng đến nồng độ quá bão hòa.

 Có thể thu được nước hydro điện phân nồng độ cao trung tính hòa tan.

 Như đã thấy trong phương trình Nernst, trong quá trình điện phân bằng bể điện phân thông thường, độ pH của nước và ORP

 (Thế oxy hóa-khử) đã được liên kết. Nói cách khác, để chứa nhiều hydro hơn, nước có độ pH cao hơn

 Nó phải được sản xuất, và cuối cùng nó trở thành nước ở vùng có tính kiềm mạnh không thích hợp để uống. Mặt khác, trong bể điện phân mới do những người thực hiện phát triển, chỉ ORP được sử dụng đặc biệt mà không làm thay đổi độ pH của nước thô.

 Nó có thể được hạ xuống để chứa hydro vượt quá nồng độ bão hòa. Tuy là bể điện phân kiểu mới, có cấu tạo rất đơn giản nhưng nó vẫn duy trì hiệu suất ổn định trong thời gian dài do được thiết kế chi tiết và tính chất của màng ngăn (màng trao đổi cation) được sử dụng.

 Với mục đích đó, cần phải có một phương pháp duy trì hiệu suất thích hợp (đang chờ cấp bằng sáng chế). Lần này, nó được tạo ra bởi bể điện phân mới.

 Chúng tôi đã giới thiệu nước hydro điện phân nồng độ cao trung tính dưới dạng nước, nhưng ví dụ, khi nước có tính axit được sử dụng làm nước thô được điện phân.

 Trong trường hợp đó, nước được tạo ra qua quá trình xử lý điện phân cũng vẫn có tính axit. Nói cách khác, sản xuất nước hydro điện phân nồng độ cao có tính axit.

 Có thể bổ sung thêm chức năng mới cho nước, điều không thể xảy ra với các bể điện phân thông thường.

 Nó đã được cho là:

 - Nước bị oxy hóa Nước khử Nước bị khử.

Thông thường Máy điện giải

<Phản ứng trong buồng mã hóa (chung)>
<Phản ứng trong buồng cực âm>
Cực dương Cathode
Cực âm
Cực dương
2H2O → O2 ↑ ＋ 4H ＋ ＋ 4e -
4H2O + 4e- → 2H2 ↑ + 4OH-
4H + + 4OH- → 4H2O
OH-được trung hòa, do đó pH hội tụ ở mức trung tính.

<Tính chất của điện phân MiZ>
・ Không tạo ra nước dao động・ pH hội tụ ở trung tính. ・ Giàu hydro・ Nghèo ở o ygen
Màng
(cation e thay đổi màng)
Màng
Máy điện giải thông thường MiZ Electrolyzer
Sau khi điện phân:
<Nước catốt> pH: 10.0 ORP: -100mV DO: 5-6ppm
DH: 0,3-0,4ppm
<Nước cực dương> pH: 5,0 ORP: + 800mV DO: 10ppm
DH: 0ppm
Trước khi điện phân:
pH: 7,5 ORP: + 350mV DO: 8ppm
DH: 0.ppm
Sau khi điện phân:
<Nước catốt> pH: 7,5 ORP: -600mV DO: 1-3ppm
DH: 1-3ppm
<Không có nước Anode>
Trước khi điện phân: Giống như bên trái
Hình 1 Biểu đồ giải thích của máy điện phân kiểu mới.

[Tài liệu tham khảo]
1) Satoh, F., Arai, K., Yanagihara, T., và Naitoh, T., Japan Tokkyo Koho, 3349710 (ngày 13 tháng 9 năm 2002).
2) Satoh, F., Arai, K., Yanagihara, T., và Naitoh, T., Bằng sáng chế Hoa Kỳ 6.251.259 (26 tháng 6 năm 2001).