一種用于電解水裝置的可裝入影響水質的材料的透孔電極的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種用于電解水裝置的可裝入影響水質的材料的透孔電極，屬于 無隔離膜電解水技術領域。
【背景技術】
[0002] 電解水技術已有近百年歷史，給人們帶來了健康與工業等多方面的利益。廣泛使 用的電解水機普遍采用的是有隔離膜電解水技術，主要問題是電解效率太低，需要數百瓦 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，而且沒有吸附以及欠缺 改變、改善水質的功能。近年來，發明了無膜電解水技術，僅產生一種所需要的電解水，功率 較小，節水節能。在電解電極使用方面，出現了采用活性炭電極的技術方案。活性炭電極有 比表面積大吸附性好耐腐蝕等不少優點，在一定范圍獲得了實際應用。但是活性炭存在的 缺點是做成硬度合適的固體形狀較為困難，容易破碎，實際應用中必須解決這一難題。申請 人經過反復研究實驗，發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 材料功能結合應用的技術方案，能夠較好解決現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。
【發明內容】
[0003] 本實用新型提出一種用于電解水裝置的可裝入影響水質的材料的透孔電極，其特 征是：電極殼體表面有透水孔隙，電極內部有空間，空間可裝入改變水或液體品質的材料， 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成電解 間隙，對間隙中水或液體進行電解。申請人所做的實驗裝置檢測數據確認：本實用新型透孔 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、提高電解水效率等獨特優勢，大大拓展了電解電極選擇應用范疇。將本實 用新型透孔電極應用于申請人發現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。水電解效率或稱電解水效率，一般可以定義為：在電解一定量的水以及電 解一定時間情況下，所制成的電解水某種代表性指標（例如電解還原水的0RP負值或含氫 量數值）與所耗電量之比。換言之，某種電解方法或電解裝置，電解同樣水量達到同一電解 水指標所耗電能越小，該裝置電解水效率就越高。
[0004] 申請人發現的電解水新原理及顯著提高電解水效率的方法，根源于對傳統電解水 機電解水原理存在重大缺陷的深層研究。傳統電解水原理僅局限于所謂水分子電解產生 的離子化學反應平衡方程，完全忽視了電解過程中水的雜質被電解所產生的電子與雜質 微粒，及其對提高電解水指標與電解效率的重要意義，因此無從解釋陰極區堿性水具有較 高還原水關鍵指標即較高氧化還原電位（0RP)負值與較高含氫（Η、Η2、Η)量的現象，完全 忽視了陰極區水形成較高0RP負值與負氫（Η)含量需要相當數量活性電子的關鍵現象，因 此無法解決現有電解技術效率太低、即使加大電解電流也達不到預想較高電解水指標的難 題。申請人長期研究獲得六個新發現：
[0005] 新發現之一：電解水過程，為了提高電解水效率，首要的是電解水中的雜質。雜 質被電解產生自由電子及有利于提高電解水指標的雜質微粒，本文簡稱"雜質電解效應"， 雜質電解效應形成一定電解電流，令水分子解體成為氫、氧離子或氫氧離子根，本文簡稱為 "水分子電解效應"。電解水效率與指標是"雜質電解效應"與"水分子電解效應"共同作用 的結果；新發現之二：揭示了 "雜質電解效應"產生的活性電子對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，并且對于電解制作還原水還具有另一重要意義，就是滿 足一定電解水指標例如電解還原水的0RP(負氧化還原電位）負值及其相應的氫含量（負 氫含量）對電子之所需。故欲提高電解效率，電解工藝應盡可能強化"雜質電解效應"，以產 生較多活性電子；新發現之三：是不同極性電極小間隙（尤其小于1mm的小間隙）對于強 化"雜質電解效應"具有顯著效果，盡管此前的無隔離膜電解水技術也曾提及不同極性電極 間距小于3mm的設計考慮，但是并未了解小間距的實際意義，與之相配的工藝舉措更無從 談起，不能達到顯著提高電解水效率的效果；新發現之四：電解電極間隙小間距設計的另 一重要意義，是可以創造活性電子與活性氫Η結合為負氫的較多機會與較好條件，從而顯 著提高電解制作還原水的效率；新發現之五：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：要強化"雜質電解效應"，還需要在電解過程中保證水 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較多次反復被電解，從而 強化"雜質電解效應"，提高水電解效率與電解水還原指標；對電解水過程中流通性的深入 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，會使得電極間隙中離子濃度過高，從而影響電解效率；新發現之 六：對于電解外力驅動的流水例如自來水而言，在電極組件所占一定空間內，采取合理增加 電解間隙面積的設計方案，有利于水中較多雜質與水分子較多次反復電解，可以提高水電 解效率與電解指標。另外，在電解流速過快的流水情況下，對安裝電解電極組件的通道，采 取出水通道（出水口）比進水通道（進水口）適當狹窄的設計，可以降低水經過電解電極 組件的流速，從而增加雜質與水分子被電解的時間與機會，提高電解水的指標。
[0006] 申請人通過對于上述六個新發現的綜合分析，提出下述電解水新原理：電解水過 程，首先，是電解水中雜質產生活躍電子，形成電流，將電能量轉換為水分子的分解能量的 過程，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，但獲得較高 電解效率，還需要具備另外的重要條件。這是因為電解過程同時還是：雜質被電解所釋放的 各種離子（尤其活躍電子）與水分子分解產生的各種氫氧離子、離子根發生理化作用的過 程，在此過程中，為提高水的電解效率有兩個重要條件，第一，若較多雜質被電解，其釋放的 電子、離子較多，其與氫氧離子組合的幾率就較高，電解水指標可能較高，電解效率也就較 高；第二，若能創造條件，使得雜質被電解釋放的電子離子與氫氧離子組合的幾率較高，電 解水指標可能較高，電解效率也就較高。例如電解還原水的較高0RP負值與含氫量（申請人 將兩指標簡要合稱為"負氫"指標），需要較多的活躍電子參與，因此，水中雜質被電解而釋 放較多電子以及電子與氫離子組合為負氫的幾率較高，就可以提高負氫指標與電解效率。
[0007] 申請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，既要強化水中雜質的電解，又要提高雜質電解釋放的電子，還要增加電解所釋放的電子 與氫結合為負氫的幾率。申請人研究發現了實現這三管齊下的具體電解工藝方法：一是適 當減小不同極性電極電解間隙之間的距離，二是適當擴大不同極性電極電解間隙的面積， 三是適當保持在電解水過程不同極性電極間隙中水進出的流動性，這三個工藝技術條件的 協調實現，可以較好地兼顧強化雜質電解并提高還原指標的功效，從而顯著提高電解水效 率。本實用新型提出一種用于電解水裝置的可裝入影響水質的材料的透孔電極，通過電解 水實驗裝置檢測，具有良好的實用性和顯著靈活性，而應用于申請人發現的電解水新原理 與新方法，則更是獲得較高電解水效率與電解水指標，表1所列為采用一個陶瓷濾芯材料 電極與一個金屬電極方案作電解水處理實驗裝置的實際檢測數據。
[0008] 表1 :采用本實用新型透孔電極與一個金屬電極方案的電解水裝置實測比較數據
[0009]
[0010] 注：電解時間1分鐘，常溫，原水為直飲水：〇RP= +376mv，氫含量=0,余氯0 [0011] 顯然，采用本實用新型透孔電極比較金屬電極有電解水效率高、吸附性強的顯著 優勢。
[0012] 本實用新型一種用于電解水裝置的可裝入影響水質的材料的透孔電極，其特征 是：電極殼體表面有透水孔隙，電極內部有空間，空間可裝入改變水或液體品質的材料，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成電解間 隙，對間隙中水或液體進行電解。
[0013] 本【實用新型內容】3 :所述透孔電極，既可作電解電極正極使用也可作負極使用。
[0014] 本【實用新型內容】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，可以同時作為電解電極正極以及負極使用，即電解電極正極以及 負極可以均采用本實用新型透孔電極。
[0016] 本【實用新型內容】4 :所述透孔電極，可為金屬材料或非金屬材料。
[0017] 本【實用新型內容】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【實用新型內容】6:所述透孔電極，可以使用在電解