氫醫(yī)學(xué)發(fā)展至今,已有14個(gè)年頭,起初,人們發(fā)現(xiàn)氫氣的醫(yī)學(xué)效用可謂是欣喜若狂,但是在應(yīng)用方面,面臨著諸多問(wèn)題:效率低下且操作不便,而后一些實(shí)戰(zhàn)派發(fā)明了電離溶液的傳統(tǒng)電解水制氫法和金屬鎂制氫法,直到近幾年,發(fā)明了高端的SPE純水電解技術(shù)制氫法,三種方式操作不同,但是道理相似:都是從地球上含氫量最大的水中提取氫氣。今天就來(lái)為大家分別詳解一下三種制氫技術(shù)的原理,方便讀者朋友們合理選擇氫醫(yī)學(xué)設(shè)備。 添加電離溶液制氫法 首先,說(shuō)下添加電離溶液——?dú)溲趸c/氫氧化鉀的傳統(tǒng)制氫方式。之所以加入氫氧化鈉溶液,是因?yàn)榧儍舻乃呛茈y導(dǎo)電的,所以需要加入電解質(zhì)增強(qiáng)其導(dǎo)電性,讓水更容易在通電的情況下產(chǎn)生氫氣,這樣一來(lái)對(duì)水質(zhì)的要求不是很高,很多制氫杯和制氫機(jī)宣稱可以直接用礦泉水或者自來(lái)水作為原料的基本上都是采用這種方式,在方便取材的同時(shí)也增加了一些隱患,如副產(chǎn)物臭氧、氯氣等,這都是日常的殺菌劑,人體攝入后,易引起咳嗽、肺氣腫、氣管炎、眼部不適等,這樣一來(lái)氣體純度就要大打折扣,安全性就無(wú)法保障了。 原理:水中添加電解質(zhì)加強(qiáng)導(dǎo)電性; 優(yōu)點(diǎn):產(chǎn)氫速度快,制取成本低,取材方便,技術(shù)門(mén)檻低; 缺點(diǎn):副產(chǎn)物較多,危害人體健康;氫氣純度低,有效性和安全性存疑; 代表產(chǎn)品:幾乎所有宣稱可以使用礦泉水或自來(lái)水制取氫氣的設(shè)備如水素水杯,或稱為氫水杯、隨行養(yǎng)生杯、氫氣機(jī)等。 金屬鎂制氫法 其次,講下金屬鎂制氫法。鎂的化學(xué)性質(zhì)相對(duì)比較活躍,在溫度較高的情況下可以與水發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫氣和氫氧化鎂,很多制氫水裝置采用此法,如便攜式制氫棒、包裝水素水、水素杯等。方便的同時(shí),問(wèn)題也不少,首先是速度較慢,而且不能長(zhǎng)時(shí)間制氫,因?yàn)楸┞对诳諝庵?,所以濃度也無(wú)法保證,受溫度影響,制氫速率不均。另外,第二產(chǎn)物氫氧化鎂,會(huì)微溶于水,喝氫水的同時(shí)會(huì)喝下部分氫氧化鎂。氫氧化鎂一般是作為塑料、樹(shù)脂、橡膠、油漆等材料的阻燃填充物,以及治療胃酸過(guò)多的制酸劑。過(guò)量攝取的話,會(huì)出現(xiàn)疲勞、腹瀉、惡心、肌肉無(wú)力、心跳不規(guī)則、低血壓、等癥狀。再次,氫氧化鎂反應(yīng)后附著在鎂的表面,影響進(jìn)一步制氫進(jìn)度甚至有無(wú)法制氫的情況出現(xiàn)。所以鎂制氫的不是特別理想的方法。 原理:Mg(鎂)+H2O(水)→Mg(OH)2 (氫氧化鎂) +H2(氫) 優(yōu)點(diǎn):技術(shù)門(mén)檻低、便攜; 缺點(diǎn):速率慢,濃度低;氫氧化鎂攝入過(guò)量有健康風(fēng)險(xiǎn);金屬鎂易損耗,更換增加成本; 代表產(chǎn)品:制氫棒、包裝水素水、水素杯等。 SPE質(zhì)子膜純水電解法 最后重點(diǎn)說(shuō)一說(shuō)SPE質(zhì)子膜純水電解法。使用固態(tài)高分子電解質(zhì)的質(zhì)子交換膜技術(shù),此技術(shù)是利用高分子質(zhì)子交換膜作為固態(tài)電解質(zhì),鉑金版為電極,不需要有離子在水中,反而水的純度越高越好,可以得到超高純度的氫氣,產(chǎn)出的氫氣純度可達(dá)99.9%以上,而不會(huì)伴隨其他副產(chǎn)物。應(yīng)用了高端技術(shù),導(dǎo)致制作成本高,而SPE質(zhì)子膜純水電解技術(shù)的制氫效率極高,有較高的電流密度,通??蛇_(dá)3A/cm2。這樣的電流密度是一般傳統(tǒng)電解水的5倍,因此在相同的產(chǎn)氣量下更省電,電極的體積也可以更小、更輕,且使用簡(jiǎn)便,一些產(chǎn)品更是設(shè)計(jì)了氫氧混合吸入和分離式吸入切換功能,提高了使用便捷性,將會(huì)成為未來(lái)氫分子保健產(chǎn)品的主流技術(shù)。除此之外,氫能源、氫質(zhì)子重離子所使用的氫氣純度要求極高,也是采用了相似的技術(shù)來(lái)制取氫氣,其精準(zhǔn)度可見(jiàn)一斑。 原理:H2O(水分子)→H+十4e-十O2;H+十e-→H2; 優(yōu)點(diǎn):純度極高;安全性好;流量穩(wěn)定;產(chǎn)氫量大;氫氧分流/氫氧混合可自由切換;后續(xù)使用只需添加純凈水即可,使用成本低; 缺點(diǎn):技術(shù)要求高;原材料成本昂貴;對(duì)水質(zhì)要求高; 代表產(chǎn)品:醫(yī)用氫氧霧化機(jī)、家用大流量吸氫機(jī)、氫醫(yī)學(xué)聯(lián)盟會(huì)員企業(yè)吸氫機(jī)產(chǎn)品(點(diǎn)擊文末閱讀全文查看)。 (SPE核心裝置-電解槽) |
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