富氢水设备
主页 > 新闻动态 >

喝富氢水、先了解电解富氢水的电解原理及技术

2020-03-10 08:21 本页浏览数:


说到电解,我们其实并不陌生,电解铝、电解铜、电镀等都用到了电解技术,而其基本的原理就是法拉第电解定律。19世纪英国伟大的科学家、发明家法拉第发现了电解定律,对近当代科技产生了巨大的影响,已经广泛应用于冶炼、化工、表面处理、饮用水处理、医疗、消毒、有机种殖、奶牛养殖等行业。

根据电解定律,日本人1931年日本人诹访方季发明了世界第一台电解水机,1966年电解水机被日本厚生省批准为管理类医疗器械,日立、东芝、TOTO、三菱等均有电解水机产品在日本市场销售。

喝富氢水、先了解电解富氢水的电解原理及技术

电解原理

电解原理图

不管是连续式电解,还是储槽式电解,基本的电解单元中包含阳极、阴阳、电源、及离子隔膜(也有不用离子膜的电解技术)。

钙镁等有益矿物质离了增加

由于同性相吸、异性相斥的原理,Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Zn2+等阳离子往阴极移动,而阴极产生的碱性水,所以碱性水中的矿物质离子较原水增加,一般增加5%~30%左右。所以电解富氢水在日本最早被称为钙离子水、碱性离子水,就是因为碱性水中的矿物质离子增加了。日本京都大学大学院医学研究科的研究发现,长期饮用富含钙镁等矿物质离子的电解水的小白鼠,其骨中钙浓度的上升,对骨质疏松症预防有辅助作用。

喝富氢水、先了解电解富氢水的电解原理及技术

碱性与氢气的生成

阴极电解反应:2H2O+2e=H2↑+2[OH-]

由阴极反应方程式可见,水电离产生了氢气, [OH-]增加,因此极阴产生的是富氢碱性水。

阳极反应:2H2O-4e=O2↑+4[H+]

由阳极反应方程可见,水电解生成氧气, [H+]离子增加,因此阳极产生的酸性水。

在实际的电解水产品中,使用不同的功率、不同的电解时间等去控制水的酸碱度。

改变水的分子团大小

单个水分子式为H2O,即两个氢原子,一个氧原子组成,氢与氧之间通过共价键结合。但液态的水中,单个水分子是不存在的,而是由若干个水分子缔合成大分子水,即N个H2O,通常为13~14个。这种不同水分子之间的缔结是通过范德瓦尔斯力结合而成(范德瓦尔斯是荷兰的物理学家,1910年诺贝尔物理学奖得主,近代分子物理学奠基人)。

喝富氢水、先了解电解富氢水的电解原理及技术

与氢氧共价键的非常稳定不同,通过范德瓦尔斯力吸引形成的分子团水是不稳定的,当采用一定的物理方法(比如电解),可以改变其分子团的大小。

大分子团水进入电解槽,电场力足以克服范德瓦尔斯力后,水分子与水分子之间的连接就被打开,生成5~7个分子组成的小分子团水。

电解技术

从电解原理可知,不管是电解水机还是电解富氢水杯,其核心都是电解槽,电解槽的质量与技术水平直接影响电解水机的优劣。影响电解水机效果的主要是电极板、离子膜、电解算法。

喝富氢水、先了解电解富氢水的电解原理及技术

电极板由基板及涂层构成,是电解水产品的核心。

因为电解阴极会发生电化学腐蚀,所以基板一般采用耐腐蚀能力较强的钛金属。电解所用的钛一般采用TA1、TA2,TA1的纯度达到99.6%,而TA2纯度小于99.6%。纯度越高,耐腐蚀能力越强,电解时间越长。对于基材的寿命,行业有相关的强化寿命检测标准。采用标准方法检测,20小时为合格,优等品为40小时。

电极涂层做为一种摧化剂,直接关系到电解效率、产氢量及安全性。电解涂层材料有铂、铱、钌三种。但从饮用水的角度而言,钌在日本是被禁用的一种摧化剂,因为它会影响人体的健康。铱的优势在于摧化生成酸性水,用于制造超酸水。铂金有很强的摧化产氢能力,是理想的电解饮用水摧化剂。

喝富氢水、先了解电解富氢水的电解原理及技术

涂层工艺有电镀和烧结两种工艺。电镀的技术要求相对比较简单,成本较低,极板看起来比较光滑,但是电镀必须严格控制基材的清洗及电镀参数的设定,同时在电解过程中必须尽量降低电流密度,否则极容易发生涂层脱落。烧结工艺比较复杂,技术难度高。烧结电极的涂层附着力强,不易脱落,但成本相对较高。

离子膜是一种高分子材料,具有选择性透过的特性,即只有部分离子可以穿透,水分子不能透过。在电解水机中,离子膜可以将水区分为阴极室和阳极室,从而区分酸性水与碱性水,以及区分电解晰出的氢气和氧气。由于电解水机中的离子膜长期浸泡水中,且其两边分别为酸性水和碱性水,所以离子膜的耐酸、耐碱能力及稳定性至关重要。

中国地大特博,每个地区的水质的导电性、离子成分不一样,每个家庭的水压、水流速也不一样,因此必须借助电解算法来调节电解,确保出水的稳定。目前较为先进的变频电解技术,可以随着将水流速、水的导电性等数据反馈CPU,经过运算后调整输出,从而实现因水质宜。

上一篇:终于有人把第三代富氢水素机的原理讲清楚了
下一篇:富氢水素水机你的了解有多少!