Способ насыщения водного раствора водородом



Способ насыщения водного раствора водородом
Способ насыщения водного раствора водородом
C25B9/17 - Электролитические способы; электрофорез; устройства для них (электродиализ, электроосмос, разделение жидкостей с помощью электричества B01D; обработка металла воздействием электрического тока высокой плотности B23H; обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод электрохимическими способами C02F 1/46; поверхностная обработка металлического материала или покрытия, включающая по крайней мере один способ, охватываемый классом C23 и по крайней мере другой способ, охватываемый этим классом, C23C 28/00, C23F 17/00; анодная или катодная защита C23F; электролитические способы получения монокристаллов C30B; металлизация текстильных изделий D06M 11/83; декоративная обработка текстильных изделий местной

Владельцы патента RU 2775773:

Новикова Лариса Григорьевна (RU)

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.

 

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.

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.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к химической промышленности и нанотехнологии и может быть использовано для производства железного сурика с высокоразвитой поверхностью, применяемого в качестве пигмента для приготовления красящих материалов. Предложен электрохимический метод синтеза железного сурика, который заключается в растворении отходов железа путем электролиза водного раствора поваренной соли (или калийной соли) с последующим окислением образующегося гидроксида железа (II) до гидроксида железа (III) раствором 30-процентной перекиси водорода из расчета 0.6 мл/А·ч.

Изобретение относится к двум вариантам способа получения по меньшей мере одного потока продукта, в частности водорода, посредством электролиза с помощью электролизёра (13) со множеством электролизных ячеек (16.1), объединённых в по меньшей мере один пакет (16), причём электролит отводят из ячеек и разделяют на две фазы, при этом электролит собирают выше по потоку от насосной системы (17).

Изобретение относится к электрохимическим технологиям, а именно к способам утилизации углекислого газа, и может найти применение для сокращения газовых выбросов промышленных предприятий, охраны окружающей среды и уменьшения парникового эффекта. Представлен способ для утилизации углекислого газа, предусматривающий удаление из воды гидрокарбонат-ионов НСО3- и карбонат-ионов СО32- после аэрации ее углекислым газом при избыточном давлении 0,3-0,7 МПа с предварительным умягчением и охлаждением воды до температуры 4-7ºС.

Изобретение относится к электрохимическому способу получения мелкодисперсного порошка графита, заключающемуся в погружении в рабочий раствор диафрагменного электролизера коаксиально расположенных электродов - графитового анода и катода из нержавеющей стали, и подводе к ним электрического тока. Способ характеризуется тем, что на электроды воздействуют электрическим током постоянной величины при напряженности электрического поля 0,05÷0,15 кВ/м, а в качестве рабочего раствора используют 10÷35% водные растворы растворимых солей, после чего анод извлекают из электролизера для сбора частиц графита и их высушивания.

Изобретение относится к электрохимическим технологиям, а именно к устройствам для утилизации углекислого газа, и может найти применение для очистки воздуха рабочих помещений, сокращения газовых выбросов промышленных предприятий, охраны окружающей среды и уменьшения парникового эффекта. Представлено устройство для утилизации углекислого газа, содержащее рабочий корпус, вертикально установленные электроды, блок электрического питания, подключенный ко всем электродам.

Изобретение относится к получению наноразмерных упорядоченных частиц кремния при электролизе расплавленных солей, который может быть использован для изготовления анодов на основе кремния при создании новых безопасных литий-ионных аккумуляторов с улучшенными энергетическими характеристиками. Способ включает электролиз расплава KCl с кремнийсодержащей добавкой K2SiF6 при температуре 790-800°C.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения моногидрата гидроксида лития высокой степени чистоты включает мембранный электролиз водных растворов Li2SO4, LiCl, Li2CO3 или их смесей.

Изобретение относится к устройству для электролиза воды в арктической зоне, содержащему твердополимерный электролизер с пневматически изолированными полостями для водорода и кислорода, подключенный к блоку питания и управления, а также к системе водоснабжения с запасом деионизированной воды, включающей газоотделители водорода и кислорода, соединенные с соответствующими полостями электролизера своими входными и выходными гидромагистралями и снабженные пневмомагистралями с запорными элементами.

Изобретение относится к устройству для получения продуктов электролиза из раствора хлорида щелочного металла, содержащему электрохимический реактор (1), состоящий из одной или более модульных электрохимических ячеек, которые гидравлически соединены параллельно, при этом анодная камера (5) и катодная камера (14) указанного реактора (1) разделены с помощью пористой керамической диафрагмы (4), расположенной коаксиально между электродами (2, 3) электрохимических ячеек, входное отверстие в анодную камеру (5) соединено с устройством для подачи солевого раствора (9) под давлением, выходное отверстие соединено с устройством (10) для стабилизации заданного избыточного давления в анодной камере (5), которая соединена с устройством (13) для смешивания газообразных продуктов анодной электрохимической реакции с потоком пресной воды, при этом указанная катодная камера (14) электрохимического реактора (1) представляет собой компонент католитного контура, который дополнительно содержит емкостный сепаратор (18) для отделения водорода от католита, устройство для слива избыточного количества католита из приемного контейнера сепаратора (18) и теплообменник (15) для охлаждения циркулирующего католита, при этом предложенное устройство содержит дозирующий насос (20) для добавления католита в раствор окислителя с целью регулирования его значения рН.

Изобретение относится к электролизной ячейке, содержащей анодную камеру (22) и катодную камеру (21), отделенные друг от друга ионообменной мембраной (23), причем электролизная ячейка (10) имеет анод (14), газодиффузионный электрод (24) и катодный распределитель (13) тока, причем анод (14), ионообменная мембрана (23), газодиффузионный электрод (24) и катодный распределитель (13) тока расположены в указанной последовательности соответственно в прямом контакте, соприкасаясь друг с другом, и причем на другой стороне анода (14) и/или на другой стороне катодного распределителя (13) тока расположены пружинящие удерживающие элементы (30, 40), оказывающие давление прижима на анод (14) и/или на катодный распределитель (13) тока.

Изобретение относится к электролизеру для переработки золотосодержащих продуктов методом электрохимической хлоринации. Электролизер содержит корпус с установленными напротив друг друга анодом и катодом, установленную внутри корпуса диафрагму, разделяющую внутреннее пространство корпуса на анодный и катодный отсеки, заканчивающиеся внизу пирамидальными частями с выпускными патрубками, присоединенную снаружи к стенке корпуса, примыкающей к аноду, сорбционную камеру со сливным патрубком, разделенную открытой снизу перегородкой на два отсека, установленную сверху корпуса и сорбционной камеры крышку с патрубками для выпуска анодных и катодных газов, соединенный с пирамидальной частью анодного отсека патрубок для подачи рабочего раствора, выполненные в аноде и примыкающей к нему стенке корпуса вертикальные сужающиеся к сорбционной камере прорези, установленные вертикальные диафрагмы, разделяющие пространство прорезей и анодной камеры. При этом ширина щели вертикально сужающихся прорезей в узкой части должна быть меньше или равна половине диаметра минимальных кусков загружаемого в сорбционную камеру сорбента, а в верхней части стенки корпуса, примыкающей к аноду и перегородки сорбционной камеры, выполнены отверстия для пропускания газов, поступающих в сорбционную камеру, к патрубку крышки для выпуска анодных газов. Обеспечивается повышение извлечения золота в конечный золотосодержащий продукт за счет повышения эффективности удаления ионов золота ускоряющимися потоками продуктивного раствора из зоны растворения золота в зону сорбции. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх