[发明专利]一种PEM膜低压电解氢、臭氧发生系统

说明书

技术领域

本发明属于电化学技术领域，尤其涉及一种PEM膜低压电解氢、臭氧 发生系统。

背景技术

氢分子可以清除人体自由基，对衰老及多种因由自由基引起的急慢性疾 病具有很好的治疗作用。“现代医学认为物质的腐化是酸化(氧化)的过程， 吸烟饮酒、环境污染等都会时人体内产生大量过氧自由基，它会肆意破坏细 胞组织，造成基因疾病和机体衰老，活性氢可以有效祛除体内的自由基，富 氢水具有超过维生素C、胡萝卜素、卵磷脂等所有人类已知的抗氧化物的抗 氧化性，对过敏性皮炎、便秘、高血压、糖尿病、癌症等由自由基引起的各 类症状都有强大的防护作用，经常饮用富氢水，能够很好的促进新陈代谢， 使每个细胞都能保持健康的状态，祛除体锈，延缓衰老”。

臭氧具有广谱灭菌、使用方便、无任何残留及瞬间灭菌的特点，而且完 全避免了化学消毒剂给环境带来的危害，是一种理想的消毒灭菌物质，近年 来已在美国、日本、欧洲许多国家广泛应用于公共水系统、食品制药、工业 加工、医疗卫生，特别是农产品生产、加工及储运过程中有较大规模的应用。

现有的臭氧发生装置还存在所产臭氧中含有副产物包括致癌物等、臭氧 浓度低工作环境要求高，综合使用成本高，存在安全隐患等缺点，而且目前 还未见能同时产生氢、臭氧的发生装置相关的报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、效率高、成本低的PEM 膜低压电解氢、臭氧发生系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种PEM膜低压电解氢、臭氧发生 系统，包括阴极储水箱、阳极储水箱、电解模块和恒流开关电源，所述电解 模块通过管道分别与所述的阴极储水箱和阳极储水箱连通，所述电解模块包 括阴极电解组件和阳极电解组件，所述的恒流开关电源通过导线分别与电解 模块的阴极电解组件和阳极电解组件连接，所述的阴极储水箱和阳极储水箱 均位于所述的电解模块上方，电解产生的氢直接进入阴极储水箱，电解产生 的臭氧直接进入阳极储水箱，可以产生高浓度臭氧水，产出的臭氧浓度高达 25％(占臭氧和氧气总重量的百分比)。

进一步的，所述的阴极储水箱上端设置有第一气体出口，下端设置有第一 连接管和第二连接管；所述的阳极储水箱上端设置有第二气体出口，下端设 置有第三连接管和第四连接管。

进一步的，所述的阴极电解组件包括阴极水箱和设置在阴极水箱内的阴极 板，所述的阴极板一侧设置有负极连接部，所述的负极连接部通过导线与所 述的恒流开关电源连接，所述第一连接管与阴极水箱上端的氢排气口连接， 所述第二连接管与阴极水箱下端的阴极进水口连接；所述的阳极电解组件包 括阳极水箱和设置在阳极水箱内的阳极板，所述的阳极板一侧设置有正极连 接部，所述的正极连接部通过导线与所述的恒流开关电源连接；所述的阴极 板和阳极板之间为贵金属电极室，所述第三连接管与阳极水箱上端的臭氧排 气口连接，所述第四连接管与阳极水箱下端的阳极进水口连接。

进一步的，所述的阴极板包括阴极夹板，所述的阴极夹板一侧表面由内到 外依次设置有阴极微孔板、阴极催化剂层、阴极硅胶四氟软垫和阴极、阳极 中间物质子交换膜；所述的阳极板包括阳极夹板，所述的阳极夹板一侧表面 由内到外依次设置有阳极微孔板、阳极催化剂层、阳极硅胶四氟软垫和阴极、 阳极中间物质子交换膜；所述的阴极板和阳极板相对间隔一定距离设置，两 者之间为电极室。电解模块的核心部件运行工作时均为非消耗型，只需要保 证电解液(纯水或去离子水)的电导率符合要求，设备即可得以稳定运行。 所述的阴极板和阳极板共用同一块阴极、阳极中间物质子交换膜，在其两侧 各加有硅胶四氟软垫，以确保阴极、阳极中间物质子交换膜不损伤。

进一步的，所述的阴极催化剂层的组成包含以下原料：氯铂酸0.02-3.1份， 活性炭0.07-11份和异丙醇2-22份，制作方法为将阴极催化剂各组分按配方混 合搅拌，得混合物；使用40-100℃纯净水抽滤清洗所述的混合物；烘干抽滤 后的所述混合物；擀制或压制烘干后的所述混合物，即得。