酸性水電解槽及其酸性水的利用方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于，提供一種酸性水電解槽及其酸性水的利用方法，無需利用另外的催化劑或離子交換樹脂，尤其，將具有相同極性的電極連接成為一個，使得向這些相同極性的電極同時供應(yīng)電源，由此，通過較寬的電極表面，確保充足的導(dǎo)電性和電極表面的穩(wěn)定性，從而，不僅能夠電解自來水，還可以對純凈水或超純水也進行電解。并且，本發(fā)明的另一目的在于，提供一種酸性水電解槽及其酸性水的利用方法，本發(fā)明相反于現(xiàn)有的電解槽使用催化劑進電解時，陽極側(cè)獲得具有酸性和氧化力的水，陰極側(cè)獲得具有堿性和還原力的水性，不使用催化劑，陰極側(cè)可獲得具有酸性和還原力的水性的水(酸性還原水)，陽極側(cè)可獲得具有酸性和氧化力的水(酸性氧化水)。尤其，本發(fā)明的又另一目的在于，提供一種酸性水電解槽及其酸性水的利用方法，在離子交換膜的一面，附加構(gòu)成與上述多個電極極性不同的網(wǎng)狀電極(MeshElectrode)，由此，既可以使得電極面積擴大，還能夠最小化電極間距離，從而，更加促進氧化還原反應(yīng)，而獲得高濃度的酸性水。
【專利說明】酸性水電解槽及其酸性水的利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及酸性水電解槽及其酸性水的利用方法，尤其涉及不使用離子交換樹脂，尤其形成多個具有一個極性的電極，并接入相同極性，并且，通過網(wǎng)狀電極(MeshElectrode)向具有另一個極性的電極接入相同電極,從而，既可以擴大具有相互不同極性的電極的反映面積即電極表面，又可以縮小電極之間的間隔，以使促進氧化還原反應(yīng)，由此，對自來水及純凈水(RO)或超純水(DI)進行電解，獲得高濃度的酸性還原水或酸性氧化水的酸性水電解槽及其酸性水的利用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]如專利文獻即韓國登錄專利第10-0660609號，申請注冊了生成堿性還原水的電解槽。此類堿性還原水生成電解槽，與電解液接觸的負電極的面積大于與電解液接觸的正電極的面積，所述正電極配置于上部開放的陽極室，配置所述負電極的陰極室連續(xù)配置于所述陽極室的側(cè)面，形成于所述陽極室的出口與鄰接的所述陰極室的入口連通地形成，并且，連續(xù)配置的第η-1個所述陰極室的出口為與鄰接的第η個所述陰極室的入口連通的構(gòu)成。通過如上述的發(fā)明，無需添加化學(xué)藥品，即可發(fā)生液性變化。
[0003]如此生成的堿性還原水被利用于半導(dǎo)體薄片或光掩模等的表面微粒子清洗，并且，只使用超純水或純凈水作為原料水，因此，具有可解決圖案的損毀及防止表面氧化的效果，尤其，將排出 的水以低廉的費用進行再使用，因此，具有減輕環(huán)境問題的效果。
[0004]但，在專利文獻記載的電解槽發(fā)生如下問題。
[0005](I)對具有相同極性的多個電極，分別獨立地供應(yīng)電源，因此，對于這些電極表面的電位差不穩(wěn)定，難以穩(wěn)定電極表面。
[0006](2)現(xiàn)有的電解槽使用純凈水(RO)或超純水(DI)作為原水(原水)，因此，這些原水的導(dǎo)電度低，并且為了提高導(dǎo)電度只能利用離子交換樹脂。
[0007](3)此類離子交換樹脂通過電解槽反復(fù)使用，使得樹脂的耐熱性降低，其壽命方面受到制約。
[0008](4)通常，電解在陰極和陽極的電極表發(fā)生分解反應(yīng)。因此，存在現(xiàn)有的電解槽的與電極表面不直接接觸的部分電解效率降低的問題。
[0009](5)鄰接配置而具有相同極性的電極分別接收供應(yīng)電源，因此成為無法穩(wěn)定地擴大電極表面的主要因素。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0010]本發(fā)明為了解決上述問題而研發(fā)，其目的在于，提供一種酸性水電解槽及其酸性水的利用方法，無需利用另外的催化劑或離子交換樹脂，尤其，將具有相同極性的電極連接成為一個，使得向這些相同極性的電極同時供應(yīng)電源，由此，通過較寬的電極表面，確保充足的導(dǎo)電性和電極表面的穩(wěn)定性，從而，不僅能夠電解自來水,還可以對純凈水或超純水也進行電解。[0011]并且，本發(fā)明的另一目的在于，提供一種酸性水電解槽及其酸性水的利用方法，本發(fā)明相反于現(xiàn)有的電解槽使用催化劑進電解時，陽極側(cè)獲得具有酸性和氧化力的水，陰極側(cè)獲得具有堿性和還原力的水性，不使用催化劑，陰極側(cè)可獲得具有酸性和還原力的水性的水(酸性還原水)，陽極側(cè)可獲得具有酸性和氧化力的水(酸性氧化水)。
[0012]尤其，本發(fā)明的又另一目的在于，提供一種酸性水電解槽及其酸性水的利用方法，在離子交換膜的一面，附加構(gòu)成與上述多個電極極性不同的網(wǎng)狀電極(MeshElectrode)，由此，既可以使得電極面積擴大，還能夠最小化電極間距離，從而，更加促進氧化還原反應(yīng)，而獲得高濃度的酸性水。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)解決方案在于:
[0014]為了達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的酸性水電解槽，其特征在于，包括:殼體(100)，其形成有至少以一個離子交換膜(111)為中心分離的至少兩個填充室(110a，110b)，各填充室(110a，110b)分別形成有入水口(112a，113a)及出水口 (112b, 113b);第I電極(200)，其配置于所述填充室(IlOa);第2電極(300)，其在其余的填充室(IlOb)內(nèi)與離子交換膜
(111)鄰近地配置，并且，具有與第I電極(200)不同的極性；及第3電極(300’)，其與第2電極(300)相同的極性，在所述各填充室(IlOb)與第2電極(300)分隔既定間隔而配置，其中，所述第2電極(300)及第3電極(300’)相互連接而同時接入電源。
[0015]尤其，所述離子交換膜(111)與所述第I電極(200)分隔0.1~2.0mm的間隔(Wl)而配置，其之間作為填充空間，以使原水通過。
[0016]并且，所 述第2電極(300)與所述第3電極(300’)分隔0.1~100.0mm的間隔(W2)而配置，其之間作為填充空間，以使原水通過。
[0017]并且，配置有第I電極(200)的填充室(IlOa)的入水口(112a)與出水口(112b)之間還形成有離子罐(400)。
[0018]并且，所述離子交換膜(111)為含氟陽離子交換膜。
[0019]并且，所述第I至第3電極(200，300，300’)為多孔白金電極或網(wǎng)狀白金電極。
[0020]并且，所述離子交換膜(111)，在與第I電極(200)相向的一面的部分面積還形成有具有與該第I電極(200)相同極性的網(wǎng)狀電極(114)。該網(wǎng)狀電極(114)形成離子交換膜(111)的一側(cè)表面的整體大小的30~80%的大小。
[0021]并且，從所述電解槽電解的酸性水，溶解氫濃度(DH)為200ppb~1，500ppb。
[0022]尤其，根據(jù)本發(fā)明的電解槽，對導(dǎo)電度為50uS/cm以下的原水進行電解，在陰極側(cè)獲得具有酸性(pH4~pH6.9)和還原力(ORP-1OOmV~-650mV)的酸性的還原水。并且，將該酸性的還原水作為抗氧化劑原料水、飲用水或飲料水的原料水、微生物繁殖及細胞繁殖用飲用水、促進生長及蔬菜或水果等的褐變防止水或化妝品原料水所利用。
[0023]最后，根據(jù)本發(fā)明的電解槽，對導(dǎo)電度為50uS/cm以下的原水進行電解，在陽極側(cè)獲得具有酸性(ρΗ3.5~ρΗ6.0)和氧化力(0RP+700mV~+1，200mV)的酸性的氧化水。并且，該酸性的氧化水，用作殺菌水、微生物繁殖及細胞繁殖用飲用水、促進生長及蔬菜或水果等的褐變防止水或化妝品原料水。
[0024]有益效果
[0025]根據(jù)本發(fā)明的酸性水電解槽及其酸性水的利用方法具有如下效果:
[0026](I)將具有相同極性的至少兩個電極連接成一個，同時向這些電極供應(yīng)電源，從而，能夠穩(wěn)定地確保這些電極的電極表面的寬度，而提高氧化還原反應(yīng)的效果。
[0027](2)不使用離子交換樹脂，而利用離子交換膜，因此不同于現(xiàn)有的離子交換樹脂，不發(fā)生耐久性降低的問題，因此，可延長電解槽的壽命。
[0028](3)作為使用于電解的原水,不僅對異物多而導(dǎo)電度高的自來水，即使使用純凈水(RO)或超純水(DI)，也能夠?qū)ζ溥M行電解，而獲得酸性水。
[0029](4)可根據(jù)向填充室接入的極性，選擇性地進行電解而獲得酸性還原水或酸性氧化水。
[0030](5)如上述方法獲得的酸性氧化水或酸性還原水，根據(jù)其特性，作為各種原水進行使用。
[0031](6)尤其，本發(fā)明構(gòu)成得在由既定的間隔分隔設(shè)置的負電極之間流動原水，從而，使得在該陰極的表面產(chǎn)生反應(yīng)，生成高濃度的氫氣水(酸性水)。
[0032](7)通過網(wǎng)狀電極(MeshElectrode),既可以擴大反應(yīng)面積(電極的面積)，又可以縮小反應(yīng)電極間距離,從而,促進氧化還原反應(yīng),而提高氫氣水的濃度。
[0033](8)尤其，此類網(wǎng)狀電極為了不妨礙酸性水的流動，形成離子交換膜的一部分，優(yōu)選地形成30~80%的寬度，從而，確?？臻g使得酸性水順暢地流動，又可以促進氧化還原反應(yīng)，而提高酸性水的氫氣濃度。 【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1為概略示出根據(jù)本發(fā)明的實施例1的酸性水電解槽的構(gòu)成的截面圖；
[0035]圖2為概略示出根據(jù)本發(fā)明的實施例2的酸性水電解槽的構(gòu)成的截面圖；
[0036]圖3為概略示出根據(jù)本發(fā)明的實施例3的酸性水電解槽的構(gòu)成的截面圖；
[0037]圖4為概略示出根據(jù)本發(fā)明的實施例4的酸性水電解槽的構(gòu)成的截面圖；
[0038]圖5為概略示出根據(jù)本發(fā)明的實施例5的酸性水電解槽的構(gòu)成的截面圖。
【具體實施方式】
[0039]以下，參照附圖更詳細地說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。并且，本說明書及權(quán)利要求中使用的術(shù)語或詞語不能限定解釋為詞典性的意義，要立足于
【發(fā)明者】為了以最優(yōu)選的方法說明其自身發(fā)明，可適當?shù)囟x術(shù)語的概念的原則，以符合本發(fā)明的技術(shù)思想的意義和概念進行解釋。
[0040]因此，本說明書中記載的實施例和附圖中圖示的構(gòu)成，只是本發(fā)明的最優(yōu)選的一實施例，并非代言本發(fā)明的全部技術(shù)思想，因此，本申請可存在代替其的各種均等物和變形例。
[0041][實施例1]
[0042]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例1的酸性水電解槽，進行電解的殼體(100)，配置于殼體(100)，供應(yīng)進行電解所需的電源而具有相互不同的極性的第I電極(200)和第2電極(300)，并且，具有與這些電極中的某一個相同的電極而使得相應(yīng)離子水增加，提高電位差，獲得酸性氧化水或酸性還原水。
[0043]尤其，根據(jù)本發(fā)明酸性水電解槽，為了使得電解的離子填充于既定的空間內(nèi)，在殼體(100)內(nèi)部利用離子交換膜(111)而構(gòu)成填充室(110a, 110b)。[0044]并且，根據(jù)本發(fā)明酸性水電解槽，將第2電極(300)及具有與其相同極性的另一個電極(第3電極)連接為一個，而供應(yīng)相同的強度的電源，由此，向第2電極(300)和第3電極同時進行電源供應(yīng)，使得能夠向這些電極供應(yīng)相同的電位差的電源，而穩(wěn)定地擴張表面電極。
[0045]以下，對此類構(gòu)成進行更詳細的說明。
[0046]殼體(100)為在內(nèi)部接收供應(yīng)的一定量的原水(原水)而發(fā)生電解的電解槽主體。
[0047]此類殼體(100)由內(nèi)部空的中空形狀形成，并且，為了分離電解的離子具有離子交換膜(111)。離子交換膜(111)將殼體(100)的內(nèi)部分隔為至少兩個填充室(110a，110b)。本發(fā)明的優(yōu)選實施例中說明了分離為2個，但也可更多地分離而構(gòu)成。本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，此類離子交換膜，可利用含氟暢銷(陽離子)交換膜(杜邦公司離子交換膜117)。
[0048]并且，所述各填充室(110a，IlOb)形成有為了電解而接收原水供應(yīng)的入水口(112a, 113a)和用于將電解的酸性水向外部排出的出水口(112b，113b)。
[0049]在此，如上述，如利用一個離子交換膜(111)時，所述填充室(110a，110b)構(gòu)成2個。但，離子交換膜(111)使用"N〃個時，填充室形成(N+1)個，并且，各填充室構(gòu)成有出水口和入水口。
[0050]第I電極(200)配置于某一個填充室(IlOa)。此時，第I電極(200)確保與離子交換膜(111)之間的 既定大小的填充空間。
[0051]為此，所述第I電極(200)配置于填充室(110a)，并使得與離子交換膜(111)的間隔(Wl)成為0.1~2.0mm。這是因為，如果間隔(Wl)比其更大，將使得與后述的第2電極(300)的電解能降低，并且，如果比其更寬時，可防癌酸性水或原水的流動。
[0052]本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，將所述第I電極(200)配置于構(gòu)成有兩個以上填充室的殼體(100)時,配置于最外側(cè)的填充室。
[0053]第2電極(300)配置于其他填充室(IlOb)，使得具有與第I電極(200)不同的極性，并與離子交換膜(111)鄰接。
[0054]此時，配置第2電極(300)的填充室(IlOb)為多個時，在各個填充室分別配置一個第2電極(300)。
[0055]第3電極(300’)具有與第2電極(300)相同的極性，配置于配置有該第2電極(300)的填充室(IlOb)內(nèi)。
[0056]此時，所述第3電極(300’)分隔與第2電極(300)之間的既定間隔(W2)而配置。此時，間隔(W2)形成為0.1~100.0_，其之間以離子的填充空間運用。
[0057]并且，本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，上述的第I至第3電極(200，300, 300’)可利用多孔白金電極或網(wǎng)狀白金電極。
[0058]并且，本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，優(yōu)選地將所述第2電極(300)與第3電極(300’)相互連接，例如，進行并聯(lián)，使得向這些電極同時供應(yīng)電源。這是因為，使得接入相同的極性的第2電極(300)和第3電極(300’)同時接入電源，從而，對第2電極(300)和第3電極(300’)提供相同強度的電位差，而對電極表面進行穩(wěn)定均勻的擴張。
[0059][運作][0060]下面對根據(jù)具有如上述的本發(fā)明的實施例1的構(gòu)成的本發(fā)明的酸性水電解槽的運作進行說明。
[0061]首先，通過入水口(112a，113a)向殼體(100)供應(yīng)原水。此時，原水可只利用兩個入水口(112a，113a)中的一個進行供應(yīng)。
[0062]其次，向第I電極(200)接入陽極(+)，向第2電極(300)和第3電極(300，)接入陰極(_)。由此，發(fā)生原水的電解，通過離子交換膜(111)，接入陽極的填充室(IlOa)被填0H-，另外填充室(IlOb)被填充H"。此時，所述第2電極(300)和第3電極(300’)連接為一個時，向這些電極同時接入電源。
[0063]如上述，各填充室(110a，110b)被填充0H_碑H+，因離子的電位差發(fā)生電流。尤其，配置有第3電極(300’)的填充室(110b)，因陰極㈠性離子的增加，H+轉(zhuǎn)化為H或H2。
[0064]如上述，因離子的填充而發(fā)生的高電位差，不僅對通常使用的自來水，而且，對導(dǎo)電度低的純凈水(RO)或超純水(DI)也能夠進行電解。
[0065]〈對于陰極間的間隔變化的水性變化>
[0066]利用如上述的運作的根據(jù)本發(fā)明的酸性水電解槽，對于從陰極側(cè)即從上述的填充室(IlOb)獲得的酸性水，為了獲得根據(jù)間隔(W2)的變化的水性變化，進行了如下的試驗。
[0067]原水:水(導(dǎo)電度10uS/cm 以下，ρΗ7.0, 0RP+230mV,溫度 25.5°C )
[0068]電源:DC24V
[0069]流速(流量):0.31/min
[0070]測量儀:TOA會社的計測器
[0071]pH:T0A-21P
[0072]0RP:T0A-21P
[0073]DH:T0ADH-35A
[0074]下面的[表1]顯示器檢測結(jié)果。
[0075]【表1】
[0076]
【權(quán)利要求】
1.一種酸性水電解槽，其特征在于， 包括: 殼體(100)，其形成有至少以一個離子交換膜(111)為中心分離的至少兩個填充室(110a，110b)，各填充室(110a，110b)分別形成有入水口(112a，113a)及出水口(112b, 113b)； 第I電極(200)，其配置于所述填充室(IlOa)； 第2電極(300)，其在其余的填充室(IlOb)內(nèi)與離子交換膜(111)鄰近地配置，并且，具有與第I電極(200)不同的極性；及 第3電極(300’)，其與第2電極(300)相同的極性，在所述各填充室(IlOb)與第2電極(300)分隔既定間隔而配置， 其中，所述第2電極(300)及第3電極(300’)相互連接而同時接入電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸性水電解槽，其特征在于， 所述尚子交換膜(111)與所述第I電極(200)分隔0.1~2.0mm的間隔(Wl)而配置，其之間作為填充空間，以使原水通過。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的酸性水電解槽，其特征在于， 所述第2電極(300)與所述第3電極(300’)分隔0.1~100.0mm的間隔(W2)而配置，其之間作為填充空間，以使原水通過。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的酸性水電解槽，其特征在于， 配置有第I電極(200)的填充室(IlOa)的入水口(112a)與出水口(112b)之間形成有離子罐(400)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的酸性水電解槽，其特征在于， 所述離子交換膜(111)為含氟陽離子交換膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的酸性水電解槽，其特征在于， 所述第I至第3電極(200，300, 300’)為多孔白金電極或網(wǎng)狀白金電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸性水電解槽，其特征在于， 所述離子交換膜(111)，在與第I電極(200)相向的一面的部分面積還形成有具有與該第I電極(200)相同極性的網(wǎng)狀電極(114)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的酸性水電解槽，其特征在于， 所述網(wǎng)狀電極(114)形成離子交換膜(111)的一側(cè)表面的整體大小的30~80%的大小。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的酸性水電解槽，其特征在于， 從所述電解槽電解的水，溶解氫濃度(DH)為200ppb~1，500ppb。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的酸性水電解槽，其特征在于， 在電解槽對導(dǎo)電度為50uS/cm以下的原水進行電解，在陰極側(cè)獲得具有酸性(pH4~pH6.9)和還原力(ORP-1OOmV~-650mV)的酸性的還原水。
11.一種權(quán)利要求10的酸性水的利用方法，其特征在于， 將所述酸性的還原水作為抗氧化劑原料水、飲用水或飲料水的原料水、微生物繁殖及細胞繁殖用飲用水、促進生長及蔬菜或水果等的褐變防止水或化妝品原料水所利用。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的酸性水電解槽，其特征在于，在電解槽對導(dǎo)電度為50uS/cm以下的原水進行電解，在陽極側(cè)獲得具有酸性(pH3.5~pH6.0)和氧化力(0RP+700mV~+1，200mV)的酸性的氧化水。
13.一種權(quán)利要求12的酸性水的利用方法，其特征在于， 所述酸性的氧化水，用作殺菌水、微生物繁殖及細胞繁殖用飲用水、促進生長及蔬菜或水果等的褐變防止水或化妝品原料水。
【文檔編號】C25B9/10GK104024480SQ201380003623
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月27日
【發(fā)明者】李在龍, 任信嬌 申請人:希姆斯仿生有限公司, 李在龍