[发明专利]一种显著提高电解效率的无膜电解水新方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种显著提高电解效率的无膜电解水新方法，属于无隔离膜电解水技术领域。

背景技术

80多年前，日本发明电解水机，人类开始了饮用电解水治病保健的实践，上世纪60年代电解水被日本厚生省(日本国家卫生部)确认为对人体健康具有实际功效的水，批准电解水机作为医疗器械生产销售。中国卫生部也早在上世纪90年代已经正式批准电解水机作为医疗器械生产销售。今天中国与日本成为了世界产销电解水机的主要国家，各种各样的电解水机风靡世界，已有亿万人的身体健康受益于饮用电解水。电解水技术在不断更新发展，本发明属于电解水技术领域较高效率的电解水创新方法。

水电解效率一般可以定义为：在电解一定量的水以及电解一定时间情况下，所制成的电解水某种代表性指标(例如电解还原水的ORP负值或含氢量数值)与所耗电量之比。目前，市面上常见的电解水方法与装置主要分为有隔离膜与无隔离膜两种，现有电解水机采用隔离膜技术，尽管技术不断更新换代，但电解水机仍然未能真正克服下列缺陷：水的电解效率很低；必须接驳于自来水，不能携带；必须分别从隔离膜隔离的两个区域输出常温的电解酸性水与碱性水，容易造成水的浪费；水温常常不适饮用；电解水加热升温偏高时，主要功能指标均会显著下降乃至消失；等。2008年中国肖志邦发明无隔离膜电解水方法与装置，为解决上述有隔离膜电解水技术的不足开创了新的途径。申请人在研究无隔离膜电解水技术过程中发现：电解水技术最大的共同问题是电解效率太低，例如：电解水机耗费近千瓦功率，通常仅获得氢含量仅数百ppb或零点几ppm(1ppm＝1000ppb)的小流量电解直饮还原水；现有无隔离膜电解水技术比有隔离膜电解水技术消耗的功率要小许多，仅数瓦功率，但是效率仍然不高，无隔离膜技术电解水氢含量通常比采用有隔离膜技术的电解水机要低。对于纯净水、蒸馏水等电导率特别低的水，无论是有隔离膜与无隔离膜电解技术，电解效率更低，可以近似认为未能有效电解。这些问题严重制约电解水技术的实际推广应用。申请人为解决此难题，进行了长期研究探索，终于从理论与实践两个方面取得了关键性的突破。

发明内容

本发明提出一种显著提高电解效率的无膜电解水新方法，属于无隔离膜电解水技术 领域。

本发明一种显著提高电解效率的无膜电解水新方法，是基于申请人对传统电解水机电解水原理存在重大缺陷的深层认识，以及申请人随之发现的电解水新原理。传统电解水机电解水原理认为：靠阴极区水域中的H⁺离子与来自阳极水区域的电子结合为H,再结合成H₂，从水中释出，这样碱水区的H⁺就会减少，OH^-相对多，阴极水域因此而呈碱性，碱性水氧化还原电位ORP为负值，是有益人体健康的特殊饮用水。反之，阳极水域因失去电子而有更多H⁺，呈酸性，可作杀菌消毒用。这一广为流传至今的原理存在两大缺陷：第一大缺陷，是误解了阴极区形成碱性水过程所需大量电子的真正来源。该原理所述电子源源不断从阳极区向阴极区移动的方向，是逆电解电极电场作用力方向的，受到电场力阻碍，能穿过隔离膜漂移或扩散到阴极区的电子有限，不可能是阴极区形成大量氢气所需电子的真正来源，这一原理性缺陷近百年来妨碍了人们发现真正的电子来源；该原理第二大缺陷，是不能解释阴极区碱性水具有较高还原水关键指标即较高氧化还原电位(ORP)负值与较高含氢(H、H₂、H^-)量的现象，完全疏忽了阴极区形成较高ORP负值与H₂尤其是负氢H^-或活性氢要相当数量活性电子的关键情况。由上述可见，阴极区所需大量自由电子不可能如该原理所述是来自阳极区水分子的电解，而是必定另有来源。申请人深入研究了现有电解水机与无隔离膜电解装置均不能有效电解纯净水蒸馏水的现象，获得了关键性启示：水中的杂质是较多数量电子的真正来源。电解过程的电解电流、形成ORP负值与负氢H^-等还原水关键指标所需的较多数量电子，主要是来源于水中杂质的电解。纯净水中杂质极少，以现有电解水方法所能产生的活性电子相应很少，所以在一定电解电压下不仅电解电流较小，加上电解电极结构性原因制约了电解水指标(如ORP负值与含氢量指标)，故电解效率低。用于电解流动的自来水的电解水机，采用数百瓦功率逾十安培大电流仍然不能达到较高电解水指标，即使在最高档运行时，PH已经达9.5碱性以上，ORP负值仍然不高，含氢量指标仍然小于1000ppb；另外，无隔离膜电解水技术则因为电解效率不够高，其电解水指标水平远未达到实用性基本需求，因而尚未见出现一次性电解流动水制作电解水的实用产品问世。申请人通过研究认识到：电解水技术要突破现有技术瓶颈，应确立电解水的新原理，并根据电解水新原理创建电解水新方法新工艺。