一种主要为陶瓷材料的电解水装置用的电极制造方法及图纸

一种主要为陶瓷材料的电解水装置用的电极，以陶瓷为主要材料，经过一定温度烧结而成预期固体形状，作为电解水或液体的装置的电解电极使用，可与不同极性的电极构成电解水或液体的电极组件；其陶瓷材料可以是微孔陶瓷材料；所述陶瓷电极，可掺入适量活性炭等材料做成主要为陶瓷材料的复合材料电极；所述陶瓷材料电极，可做成内有空间的容器形状，电极内空间可装入改变水质的材料；所述陶瓷材料电极所构成电解水或液体的电极组件，其设计兼顾不同极性电极间隙的间距合理较小化、电极间隙的面积合理较大化、使得电解水过程水在电极间隙中有适当流通性等三个方面的特性，以增加水中杂质与水分子被电解的几率与数量，提高水电解效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种主要为陶瓷材料的电解水装置用的电极，属于无隔离膜电解水
(为简便起见，下文中用“水”一词代表短语“水或液体”)。
技术介绍
人类专利技术电解水技术已有近百年历史，普遍采用的是有隔离膜电解水技术，例如常见的电解水机，会同时产生酸性水与碱性水，存在浪费水、体积大、不便使用与携带等缺陷，主要问题是电解效率太低，需要数百瓦功率，其电极一般采用金属材料制作，要求较高，成本高。近年来，专利技术了无膜电解水技术，仅产生一种所需要的电解水，功率较小，节水节能，在电解电极材料使用方面出现了采用活性炭电极的技术方案。活性炭电极有比表面积大吸附性好耐腐蚀惰性强等不少优点，但是存在的缺点是做成硬度合适的固体形状较为困难，容易破碎，因此寻找新的合适材料作为电极，成了亟待解决的技术难题。申请人经过反复研究实验，发现：应用广泛的陶瓷材料可以作为电解水装置电极的基础材料使用，因此专利技术了主要使用陶瓷材料的电解水电极技术方案。
技术实现思路
本专利技术提出一种主要为陶瓷材料的电解水装置用的电极，是基于申请人根据长期实验验证，陶瓷材料作为电解水装置电极是可行的创新性技术方案。尤其是近年兴起的微孔陶瓷，广泛应用于各种液体的过滤、气体的过滤方面，在环境工程上得到了大量的应用，如工业用水、生活用水的处理、污水的净化等方面。微孔陶瓷具有良好吸附性、透气性、耐腐蚀性、环境相容性等，陶瓷内部均匀被覆银离子以及抗菌活性成分，具有抗菌防腐作用。申请人所做的实验装置检测数据确认：陶瓷或微孔陶瓷具有作为电解水装置电极基础材料的良好性能，做成为电解水电极使用有诸多独特优势。申请人通过实验证明：在陶瓷材料中掺入一定量的活性炭等材料，对于提高电解水效率与指标有特殊意义。申请人将陶瓷材料或陶瓷复合材料电极应用于所发现的电解水新原理与新方法时，获得了显著提高电解水效率与电解水指标的效果，拓宽了电解水电极所适用材料范畴与装置性能的多样性。将陶瓷材料电极应用于申请人发现的电解水新原理及显著提高电解水效率的方法，更可以获得较高电解水效率与电解水指标。本文所述电解水效率(或称水电解效率)，一般可以定义为：在电解一定量的水以及电解一定时间情况下，所制成的电解水某种代表 性指标(例如电解还原水的ORP负值或含氢量数值)与所耗电量之比。换言之，某种电解方法或电解装置，电解同样水量达到同一电解水指标所耗电能越小，该装置电解水效率就越高。申请人发现的电解水新原理及显著提高电解水效率的方法，根源于对传统电解水机电解水原理存在重大缺陷的深层研究。传统电解水原理仅局限于所谓水分子电解产生的离子化学反应平衡方程，完全忽视了电解过程中水的杂质被电解所产生的电子与杂质微粒，及其对提高电解水指标与电解效率的重要意义，因此无从解释阴极区碱性水具有较高还原水关键指标即较高氧化还原电位(ORP)负值与较高含氢(H、H2、H-)量的现象，完全忽视了阴极区水形成较高ORP负值与负氢(H-)含量需要相当数量活性电子的关键现象，因此无法解决现有电解技术效率太低、即使加大电解电流也达不到预想较高电解水指标的难题。申请人长期研究获得六个新发现：新发现之一：电解水过程，为了提高电解水效率，首要的是电解水中的杂质。杂质被电解产生自由电子及有利于提高电解水指标的杂质微粒，本文简称“杂质电解效应”，杂质电解效应形成一定电解电流，令水分子解体成为氢、氧离子或氢氧离子根，本文简称为“水分子电解效应”。电解水效率与指标是“杂质电解效应”与“水分子电解效应”共同作用的结果；新发现之二：揭示了“杂质电解效应”产生的活性电子对于提高电解效率的双重意义，活性电子不仅可增加电解电流，并且对于电解制作还原水还具有另一重要意义，就是满足一定电解水指标例如电解还原水的ORP(负氧化还原电位)负值及其相应的氢含量(负氢含量)对电子之所需。故欲提高电解效率，电解工艺应尽可能强化“杂质电解效应”，以产生较多活性电子，实验证明：在电解水过程中，采用主要材料为陶瓷的电极比较金属材料电极要释放出显著多的杂质到水中，而混合活性炭等材料的陶瓷复合电极，水中杂质增加更多，这对于强化“杂质电解效应”有重要意义；新发现之三：是不同极性电极小间隙(尤其小于1mm的小间隙)对于强化“杂质电解效应”具有显著效果，尽管此前的无隔离膜电解水技术也曾提及不同极性电极间距小于3mm的设计考虑，但是并未了解小间距的实际意义，与之相配的工艺举措更无从谈起，不能达到显著提高电解水效率的效果；新发现之四：电解电极间隙小间距设计的另一重要意义，是可以创造活性电子与活性氢H结合为负氢的较多机会与较好条件，从而显著提高电解制作还原水的效率；新发现之五：不同极性电极小间隙小到某值，电解效率不升反降，这是什么原因呢？研究证实：要强化“杂质电解效应”，还需要在电解过程中保证水在不同极性电极间隙有一定流通性，这可促使较多水分子及杂质较多次反复被电解，从而强化“杂质电解效应”，提高水电解效率与电解水还原指标；对电解水过程中流通性的深入研究，解释了为什么电解电流增加到一定值后，电解水效率不升反降。重要原因在于：若电极间隙中水的流通性不好，会使得电极间隙中离子浓度过高，从而影响电解效率； 新发现之六：对于电解外力驱动的流水例如自来水而言，在电极组件所占一定空间内，采取合理增加电解间隙面积的设计方案，有利于水中较多杂质与水分子较多次反复电解，可以提高水电解效率与电解指标。另外，在电解流速过快的流水情况下，对安装电解电极组件的通道，采取出水通道(出水口)比进水通道(进水口)适当狭窄的设计，可以降低水经过电解电极组件的流速，从而增加杂质与水分子被电解的时间与机会，提高电解水的指标。申请人通过对于上述六个新发现的综合分析，提出下述电解水新原理：电解水过程，首先，是电解水中杂质产生活跃电子，形成电流，将电能量转换为水分子的分解能量的过程，因此使得较多水分子获得较大电能而分解，是取得较高电解效率的基础，但获得较高电解效率，还需要具备另外的重要条件。这是因为电解过程同时还是：杂质被电解所释放的各种离子(尤其活跃电子)与水分子分解产生的各种氢氧离子、离子根发生理化作用的过程，在此过程中，为提高水的电解效率需要下列两个重要条件：第一，若较多杂质被电解，其释放的电子、离子较多，其与氢氧离子组合的几率就较高，电解水指标可能较高，电解效率也就较高，而在这一方面，陶瓷或微孔陶瓷材料复合电极比较金属等无孔隙电极有独特优势，一方面，水中杂质可以随电解电流吸引或排斥穿过陶瓷材料微孔，增加被电解的几率，另一方面电解过程中陶瓷尤其复合材料会释放极微小的杂质微粒，增加水中杂质含量，这对于提高电解水效率显然是有利的，是金属板面电极不具备的特性；第二，若能创造条件，使得杂质被电解释放的电子离子与氢氧离子组合的几率较高，电解水指标可能较高，电解效率也就较高。例如电解还原水的较高ORP负值与含氢量(申请人将两指标简要合称为“负氢”指标)，需要较多的活跃电子参与，因此，水中杂质被电解而释放较多电子以及电子与氢离子组合为负氢的几率较高，就可以提高负氢指标与电解效率。而在这一方面，陶瓷或微孔陶瓷材料复合电极比较金属等板面电极有独特优势，因为陶瓷材料表面微孔大幅度增加了电极比表面积，给电子与氢离子组合为负氢，提供了比金属板面不具备的更加有利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主要为陶瓷材料的电解水装置用的电极，其特征是：一种主要为陶瓷材料的电极，可与不同极性的电极构成电解水的电极组件；所述电极组件，由两个不同极性的电极构成，电极一为筒状电极，筒状电极筒壁可无缺口或有缺口，筒状电极数目为N个，N为等于或大于1的整数，N个筒状电极的相互位置为机械固定并相互电连接，构成一个极性电极；电极二为柱状电极，柱为空心或实心、可无缺口或有缺口；柱状电极数目为M个,M为等于或大于1的整数，M个柱状电极的相互位置为机械固定并相互电连接，构成另一个极性电极；电极一的筒状电极与电极二的柱状电极对应插接，对插的柱电极表面与筒状电极相对表面之间留有对水作电解的间隙；在电解工作过程中，电极间隙两个端口位置的外部留有一定空间，电极间隙内的水可以流动。

【技术特征摘要】
1.一种主要为陶瓷材料的电解水装置用的电极，其特征是：一种主要为陶瓷材料的电极，可与不同极性的电极构成电解水的电极组件；所述电极组件，由两个不同极性的电极构成，电极一为筒状电极，筒状电极筒壁可无缺口或有缺口，筒状电极数目为N个，N为等于或大于1的整数，N个筒状电极的相互位置为机械固定并相互电连接，构成一个极性电极；电极二为柱状电极，柱为空心或实心、可无缺口或有缺口；柱状电极数目为M个,M为等于或大于1的整数，M个柱状电极的相互位置为机械固定并相互电连接，构成另一个极性电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗民雄，黎明，
申请(专利权)人：罗民雄，黎明，
类型：新型
国别省市：广东;44