一種用于電解水裝置的可裝入影響水質(zhì)的材料的透孔電極的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種用于電解水裝置的可裝入影響水質(zhì)的材料的透孔電極，屬于 無(wú)隔離膜電解水技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 電解水技術(shù)已有近百年歷史，給人們帶來(lái)了健康與工業(yè)等多方面的利益。廣泛使 用的電解水機(jī)普遍采用的是有隔離膜電解水技術(shù)，主要問(wèn)題是電解效率太低，需要數(shù)百瓦 功率，其電極一般采用較為貴重金屬材料制作，要求較高，成本高，而且沒(méi)有吸附以及欠缺 改變、改善水質(zhì)的功能。近年來(lái)，發(fā)明了無(wú)膜電解水技術(shù)，僅產(chǎn)生一種所需要的電解水，功率 較小，節(jié)水節(jié)能。在電解電極使用方面，出現(xiàn)了采用活性炭電極的技術(shù)方案?；钚蕴侩姌O有 比表面積大吸附性好耐腐蝕等不少優(yōu)點(diǎn)，在一定范圍獲得了實(shí)際應(yīng)用。但是活性炭存在的 缺點(diǎn)是做成硬度合適的固體形狀較為困難，容易破碎，實(shí)際應(yīng)用中必須解決這一難題。申請(qǐng) 人經(jīng)過(guò)反復(fù)研究實(shí)驗(yàn)，發(fā)明本將金屬或其他材料電解水電極功能與活性炭等改變改善水質(zhì) 材料功能結(jié)合應(yīng)用的技術(shù)方案，能夠較好解決現(xiàn)有電極存在的上述不足，并且可以顯著提 高電解水效率與電解水指標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型提出一種用于電解水裝置的可裝入影響水質(zhì)的材料的透孔電極，其特 征是：電極殼體表面有透水孔隙，電極內(nèi)部有空間，空間可裝入改變水或液體品質(zhì)的材料， 電極可作為電解水或電解液體裝置的電解電極使用，可與裝置中不同極性的電極構(gòu)成電解 間隙，對(duì)間隙中水或液體進(jìn)行電解。申請(qǐng)人所做的實(shí)驗(yàn)裝置檢測(cè)數(shù)據(jù)確認(rèn)：本實(shí)用新型透孔 電極具有作為電解水裝置電極的良好性能，作為電解水電極使用具有靈活性較大、可以顯 著改變改善水質(zhì)、提高電解水效率等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，大大拓展了電解電極選擇應(yīng)用范疇。將本實(shí) 用新型透孔電極應(yīng)用于申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)的電解水新原理與新方法，更是可以獲得較高電解水效 率與電解水指標(biāo)。水電解效率或稱(chēng)電解水效率，一般可以定義為：在電解一定量的水以及電 解一定時(shí)間情況下，所制成的電解水某種代表性指標(biāo)（例如電解還原水的0RP負(fù)值或含氫 量數(shù)值）與所耗電量之比。換言之，某種電解方法或電解裝置，電解同樣水量達(dá)到同一電解 水指標(biāo)所耗電能越小，該裝置電解水效率就越高。
[0004] 申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)的電解水新原理及顯著提高電解水效率的方法，根源于對(duì)傳統(tǒng)電解水 機(jī)電解水原理存在重大缺陷的深層研究。傳統(tǒng)電解水原理僅局限于所謂水分子電解產(chǎn)生 的離子化學(xué)反應(yīng)平衡方程，完全忽視了電解過(guò)程中水的雜質(zhì)被電解所產(chǎn)生的電子與雜質(zhì) 微粒，及其對(duì)提高電解水指標(biāo)與電解效率的重要意義，因此無(wú)從解釋陰極區(qū)堿性水具有較 高還原水關(guān)鍵指標(biāo)即較高氧化還原電位（0RP)負(fù)值與較高含氫（Η、Η2、Η)量的現(xiàn)象，完全 忽視了陰極區(qū)水形成較高0RP負(fù)值與負(fù)氫（Η)含量需要相當(dāng)數(shù)量活性電子的關(guān)鍵現(xiàn)象，因 此無(wú)法解決現(xiàn)有電解技術(shù)效率太低、即使加大電解電流也達(dá)不到預(yù)想較高電解水指標(biāo)的難 題。申請(qǐng)人長(zhǎng)期研究獲得六個(gè)新發(fā)現(xiàn)：
[0005] 新發(fā)現(xiàn)之一：電解水過(guò)程，為了提高電解水效率，首要的是電解水中的雜質(zhì)。雜 質(zhì)被電解產(chǎn)生自由電子及有利于提高電解水指標(biāo)的雜質(zhì)微粒，本文簡(jiǎn)稱(chēng)"雜質(zhì)電解效應(yīng)"， 雜質(zhì)電解效應(yīng)形成一定電解電流，令水分子解體成為氫、氧離子或氫氧離子根，本文簡(jiǎn)稱(chēng)為 "水分子電解效應(yīng)"。電解水效率與指標(biāo)是"雜質(zhì)電解效應(yīng)"與"水分子電解效應(yīng)"共同作用 的結(jié)果；新發(fā)現(xiàn)之二：揭示了 "雜質(zhì)電解效應(yīng)"產(chǎn)生的活性電子對(duì)于提高電解效率的雙重意 義，活性電子不僅可增加電解電流，并且對(duì)于電解制作還原水還具有另一重要意義，就是滿(mǎn) 足一定電解水指標(biāo)例如電解還原水的0RP(負(fù)氧化還原電位）負(fù)值及其相應(yīng)的氫含量（負(fù) 氫含量）對(duì)電子之所需。故欲提高電解效率，電解工藝應(yīng)盡可能強(qiáng)化"雜質(zhì)電解效應(yīng)"，以產(chǎn) 生較多活性電子；新發(fā)現(xiàn)之三：是不同極性電極小間隙（尤其小于1mm的小間隙）對(duì)于強(qiáng) 化"雜質(zhì)電解效應(yīng)"具有顯著效果，盡管此前的無(wú)隔離膜電解水技術(shù)也曾提及不同極性電極 間距小于3mm的設(shè)計(jì)考慮，但是并未了解小間距的實(shí)際意義，與之相配的工藝舉措更無(wú)從 談起，不能達(dá)到顯著提高電解水效率的效果；新發(fā)現(xiàn)之四：電解電極間隙小間距設(shè)計(jì)的另 一重要意義，是可以創(chuàng)造活性電子與活性氫Η結(jié)合為負(fù)氫的較多機(jī)會(huì)與較好條件，從而顯 著提高電解制作還原水的效率；新發(fā)現(xiàn)之五：不同極性電極小間隙小到某值，電解效率不 升反降，這是什么原因呢？研究證實(shí)：要強(qiáng)化"雜質(zhì)電解效應(yīng)"，還需要在電解過(guò)程中保證水 在不同極性電極間隙有一定流通性，這可促使較多水分子及雜質(zhì)較多次反復(fù)被電解，從而 強(qiáng)化"雜質(zhì)電解效應(yīng)"，提高水電解效率與電解水還原指標(biāo)；對(duì)電解水過(guò)程中流通性的深入 研究，解釋了為什么電解電流增加到一定值后，電解水效率不升反降。重要原因在于：若電 極間隙中水的流通性不好，會(huì)使得電極間隙中離子濃度過(guò)高，從而影響電解效率；新發(fā)現(xiàn)之 六：對(duì)于電解外力驅(qū)動(dòng)的流水例如自來(lái)水而言，在電極組件所占一定空間內(nèi)，采取合理增加 電解間隙面積的設(shè)計(jì)方案，有利于水中較多雜質(zhì)與水分子較多次反復(fù)電解，可以提高水電 解效率與電解指標(biāo)。另外，在電解流速過(guò)快的流水情況下，對(duì)安裝電解電極組件的通道，采 取出水通道（出水口）比進(jìn)水通道（進(jìn)水口）適當(dāng)狹窄的設(shè)計(jì)，可以降低水經(jīng)過(guò)電解電極 組件的流速，從而增加雜質(zhì)與水分子被電解的時(shí)間與機(jī)會(huì)，提高電解水的指標(biāo)。
[0006] 申請(qǐng)人通過(guò)對(duì)于上述六個(gè)新發(fā)現(xiàn)的綜合分析，提出下述電解水新原理：電解水過(guò) 程，首先，是電解水中雜質(zhì)產(chǎn)生活躍電子，形成電流，將電能量轉(zhuǎn)換為水分子的分解能量的 過(guò)程，因此使得較多水分子獲得較大電能而分解，是取得較高電解效率的基礎(chǔ)，但獲得較高 電解效率，還需要具備另外的重要條件。這是因?yàn)殡娊膺^(guò)程同時(shí)還是：雜質(zhì)被電解所釋放的 各種離子（尤其活躍電子）與水分子分解產(chǎn)生的各種氫氧離子、離子根發(fā)生理化作用的過(guò) 程，在此過(guò)程中，為提高水的電解效率有兩個(gè)重要條件，第一，若較多雜質(zhì)被電解，其釋放的 電子、離子較多，其與氫氧離子組合的幾率就較高，電解水指標(biāo)可能較高，電解效率也就較 高；第二，若能創(chuàng)造條件，使得雜質(zhì)被電解釋放的電子離子與氫氧離子組合的幾率較高，電 解水指標(biāo)可能較高，電解效率也就較高。例如電解還原水的較高0RP負(fù)值與含氫量（申請(qǐng)人 將兩指標(biāo)簡(jiǎn)要合稱(chēng)為"負(fù)氫"指標(biāo)），需要較多的活躍電子參與，因此，水中雜質(zhì)被電解而釋 放較多電子以及電子與氫離子組合為負(fù)氫的幾率較高，就可以提高負(fù)氫指標(biāo)與電解效率。
[0007] 申請(qǐng)人的電解水新原理揭示：提高電解制作還原水效率要采取三管齊下的工藝方 法，既要強(qiáng)化水中雜質(zhì)的電解，又要提高雜質(zhì)電解釋放的電子，還要增加電解所釋放的電子 與氫結(jié)合為負(fù)氫的幾率。申請(qǐng)人研究發(fā)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)這三管齊下的具體電解工藝方法：一是適 當(dāng)減小不同極性電極電解間隙之間的距離，二是適當(dāng)擴(kuò)大不同極性電極電解間隙的面積， 三是適當(dāng)保持在電解水過(guò)程不同極性電極間隙中水進(jìn)出的流動(dòng)性，這三個(gè)工藝技術(shù)條件的 協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)，可以較好地兼顧強(qiáng)化雜質(zhì)電解并提高還原指標(biāo)的功效，從而顯著提高電解水效 率。本實(shí)用新型提出一種用于電解水裝置的可裝入影響水質(zhì)的材料的透孔電極，通過(guò)電解 水實(shí)驗(yàn)裝置檢測(cè)，具有良好的實(shí)用性和顯著靈活性，而應(yīng)用于申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)的電解水新原理 與新方法，則更是獲得較高電解水效率與電解水指標(biāo)，表1所列為采用一個(gè)陶瓷濾芯材料 電極與一個(gè)金屬電極方案作電解水處理實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)。
[0008] 表1 :采用本實(shí)用新型透孔電極與一個(gè)金屬電極方案的電解水裝置實(shí)測(cè)比較數(shù)據(jù)
[0009]
[0010] 注：電解時(shí)間1分鐘，常溫，原水為直飲水：〇RP= +376mv，氫含量=0,余氯0 [0011] 顯然，采用本實(shí)用新型透孔電極比較金屬電極有電解水效率高、吸附性強(qiáng)的顯著 優(yōu)勢(shì)。
[0012] 本實(shí)用新型一種用于電解水裝置的可裝入影響水質(zhì)的材料的透孔電極，其特征 是：電極殼體表面有透水孔隙，電極內(nèi)部有空間，空間可裝入改變水或液體品質(zhì)的材料，電 極可作為電解水或電解液體裝置的電解電極使用，可與裝置中不同極性的電極構(gòu)成電解間 隙，對(duì)間隙中水或液體進(jìn)行電解。
[0013] 本【實(shí)用新型內(nèi)容】3 :所述透孔電極，既可作電解電極正極使用也可作負(fù)極使用。
[0014] 本【實(shí)用新型內(nèi)容】3 :所述透孔電極，其主要成分可為陶瓷材料或微孔陶瓷材料。
[0015] 所述透孔電極，可以同時(shí)作為電解電極正極以及負(fù)極使用，即電解電極正極以及 負(fù)極可以均采用本實(shí)用新型透孔電極。
[0016] 本【實(shí)用新型內(nèi)容】4 :所述透孔電極，可為金屬材料或非金屬材料。
[0017] 本【實(shí)用新型內(nèi)容】5 :所述透孔電極，其主要成分可為陶瓷材料或微孔陶瓷材料。
[0018] 本【實(shí)用新型內(nèi)容】6:所述透孔電極，可以使用在電解