Способ насыщения водного раствора водородом Российский патент 2022 года по МПК C25B9/17 C25B11/02 C25B1/04 

Изобретение относится к способу разделения воды на фракции и выработки водорода.

Из уровня техники известен генератор газообразного водорода (патент RU2616613, опубл. 29.03.2021). Устройство включает в себя: анод; катод; корпус, имеющий внутреннюю полость и, по меньшей мере, одно отверстие; цилиндрическую металлическую гильзу, введенную скольжением и размещенную во внутренней полости, металлическая гильза имеет, по меньшей мере, одно отверстие, выровненное с, по меньшей мере, одним отверстием корпуса; перфорированную стенку внутри внутренней полости возле ее конца, электрически соединенную с анодом или катодом и отделяющую концевую часть внутренней полости от основной части внутренней полости; и, по меньшей мере, одну электропроводящую клемму, выступающую наружу из внутренней полости через выровненные отверстия гильзы и корпуса и находящуюся в электрическом контакте с анодом; и воду в корпусе, непрерывно проходящую из основной части внутренней полости через перфорированную стенку в концевую часть внутренней полости.

Недостатком данного устройства является то, что по одному из вариантов анод имеет спиральную форму, располагаясь коаксиально вокруг катода в виде стержня. Таким образом, площадь поверхности анода превышает площадь поверхности катода, что не позволяет получить максимальные рабочие объемы катионов Н₂, концентрирующихся возле катода с меньшей площадью поверхности.

Также из уровня техники известны способы насыщения водного раствора водородом с использованием портативных устройств:

- генератор водородной воды BORK HW600 (https://www.bork.ru/eShop/Hydrogen-generator/hw600-gg/);

- портативный генератор водородной воды PAINO Portable (https://market.yandex.ru/product--portativnyi-generator-vodorodnoi-vody-paino-portable/879599238);

- компактный генератор водородной воды H2CAP (https://h2cap.ru/).

Общими недостатками приведенных аналогов является длительное время насыщения, а также как следствие перегрев электродов в ходе электролиза.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое решение, заключается в уменьшении времени насыщения раствора катионами водорода без перегрева электродов.

Данная задача решается благодаря тому, что используется устройство, характеризующееся наличием катода, анода, колбы и блока питания.

Техническим результатом является повышение эксплуатационных характеристик используемого устройства, заключающихся в уменьшении времени насыщения водного раствора и увеличении долговечности электродов.

Сущность изобретения поясняется чертежом на фиг. 1, на котором изображен электролизер с катодом спирального типа,

где

1 - анод;

2 - катод;

3 - колба;

4 - блок питания.

На фиг. 1 представлено устройство, реализующее предлагаемый способ. Разработка может быть выполнена из титана марки вт-1-00, пищевой нержавеющей стали AISI 321/12X18H10T с нанесением нанопокрытия на основе кремния.

Способ включает использование портативного устройства, состоящего из двух полнотелых электродов (анода 1 и катода 2) одинаковой длины, при этом катод 2 имеет вид спирали и расположен коаксиально относительно стержня анода. Катод 2 и анод 1 подключены к блоку питания 4. Длина электродов составляет 50-100 мм, диаметр спирали катода 10 мм, межвитковый шаг составляет 1-3 мм, расстояние между катодом 2 и анодом 1 составляет 2,5-3,5 мм, толщина катодной спирали - 0,1-1,5 мм, диаметр анодной трубки 1-5 мм, толщина стенки анода 0,1-0,5 мм. При этом оба электрода в рабочем состоянии находятся под напряжением 5-36 В, а сила тока составляет 0,5-2,5 А. В качестве блока питания 4 используется любой известный из уровня техники прибор, способный выдавать заданные характеристики напряжения и силы тока, крепящийся к электродам любым известным из уровня техники способом. Электроды погружаются в электролит, размещенный в колбе 3, после чего к ним подается постоянный ток. Время протекания электрохимической реакции составляет 3-30 с (в зависимости от объема электролита). В качестве электролита используется водный раствор. В ходе реакции происходит насыщение водного раствора газовыми фракциями методом электролиза. В результате реакции окислительно-восстановительный потенциал раствора в ходе реакции электролиза изменяется с положительного на отрицательный со значениями, приведенными в таблице 1.

Благодаря тому, что площадь поверхности катода превышает площадь поверхности анода в 10 раз, данный способ позволяет произвести большие в сравнении с аналогами объемы катионов водорода, растворяющиеся в водном растворе, насыщающие его, позволяющие достичь высоких отрицательных значений окислительно-восстановительного потенциала за короткий временной интервал работы устройства описанным способом. В результате получаемый водный раствор является антиоксидантом и при употреблении способствует омолаживанию, ингибирует окисление химических веществ, в том числе естественных продуктов деятельности организма и питательных веществ, поступающих с пищей, может нейтрализовать окислительное действие свободных радикалов и других веществ, кроме того может применяться в отличие от ближайших аналогов не только в гидротерапии, но и в бальнеотерапии.

Пример осуществления технического решения.

Устройство состоит из анода и катода. Длина электродов составляет 100 мм, диаметр спирали катода 10 мм, межвитковый шаг составляет 2 мм, расстояние между катодом и анодом составляет 3 мм, толщина катодной спирали - 1,5 мм, диаметр анодной трубки 3 мм, толщина стенки анода 0,5 мм. Оба электрода в рабочем состоянии находятся под напряжением 20 В, а сила тока составляет 2,5 А. Электроды погружаются в электролит объемом 1 л, после чего к ним подается постоянный ток. Время протекания электрохимической реакции составляет 20 с. После осуществления реакции питание электродов отключается, они извлекаются из емкости с электролитом (водным раствором), имеющим значение окислительно-восстановительного потенциала -350 мВ.

Заявленное техническое решение имеет ряд преимуществ:

- высокую степень насыщения водного раствора катионами водорода;

- отрицательное значение показателя окислительно-восстановительного потенциала благотворно влияющее на восстановительные процессы организма человека;

- низкие энергозатраты;

- низкие временные затраты на осуществление насыщения раствора;

- отсутствие нагрева электродов и как следствие снижение коррозии их поверхности и повышение долговечности;

- возможность использования в гидротерапии, бальнеотерапии.

Изобретение относится к способу насыщения водного раствора водородом. Способ включает электрохимическую реакцию электролиза с использованием анода, катода, колбы и блока питания. Способ характеризуется тем, что катод имеет спиральную форму и располагается коаксиально вокруг стержня анода, длина электродов составляет 50-100 мм, диаметр спирали катода 10 мм, межвитковый шаг составляет 1-3 мм, расстояние между катодом и анодом составляет 2,5-3,5 мм, толщина катодной спирали 0,1-1,5 мм, диаметр анодной трубки 1-5 мм, толщина стенки анода 0,1-0,5 мм, при этом оба электрода в рабочем состоянии находятся под напряжением 5-36 В, а сила тока составляет 0,5-2,5 А, оба электрода погружаются в колбу с водным раствором, в течение 3-30 с от блока питания подается электрический ток, при этом площадь поверхности катода в 10 раз больше площади поверхности анода. Использование предлагаемого способа позволяет снизить временные и энергозатраты на осуществление насыщения раствора. 1 пр., 1 ил.

Способ насыщения водного раствора водородом, включающий электрохимическую реакцию электролиза с использованием анода, катода, колбы и блока питания, отличающийся тем, что катод имеет спиральную форму и располагается коаксиально вокруг стержня анода, длина электродов составляет 50-100 мм, диаметр спирали катода 10 мм, межвитковый шаг составляет 1-3 мм, расстояние между катодом и анодом составляет 2,5-3,5 мм, толщина катодной спирали 0,1-1,5 мм, диаметр анодной трубки 1-5 мм, толщина стенки анода 0,1-0,5 мм, при этом оба электрода в рабочем состоянии находятся под напряжением 5-36 В, а сила тока составляет 0,5-2,5 А, оба электрода погружаются в колбу с водным раствором, в течение 3-30 с от блока питания подается электрический ток, при этом площадь поверхности катода в 10 раз больше площади поверхности анода.