УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБОГАЩЕНИЯ ВОДЫ ВОДОРОДОМ

Настоящая полезная модель относится к процессам электролиза, в частности к способам получения водорода, растворенного в воде, и может быть использована в изготовлении портативных устройств и аппаратов, предназначенных для генерации растворенного в воде водорода.
В работе [Леонов Б.И., Прилуцкий В.И., Бахир В.М. Физико-химические аспекты биологического действия электрохимически активированной воды. - М.: ВНИИИМТ, 1999. - с. 244] рассматриваются вопросы "живой" и "мертвой" воды, католита и анолита, образующейся при электролизе. В научном мире распространено мнение, что вода, имеющая большое количество водорода - фундамент молодости и здоровья [Дж. Эмсли «Элементы», Мир, 1993]. Благодаря единственному электрону, водород является природным активным антиоксидантом. А благодаря мельчайшим размерам, водород является наилучшим антиоксидантом, потому что он способен проникать через мембраны клеток и закупоренные сосуды. Основным элементом процесса биоэнергетики является протон водорода. (Г.Н. Петракович, журнал «Чудеса и приключения» №2 за 1996 г). Вода с отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП) и обладающая восстановительными свойствами обычно называется "активированной". В процессе электролиза на катоде образуется атомарный водород, быстро превращающийся в молекулярный. Аналогично, на аноде образуется атомарный кислород, быстро соединяющийся в молекулы. Водород и кислород в отсутствии других соединений являются соответственно восстановителем и окислителем.
Известен аппарат для генерации водорода (патент RU 2345829, МПК B01J 7/00, С01В 3/00, приоритет 01.11.2006, патентообладатель Некоммерческая организация Институт проблем химической физики Российской Академии наук, RU), включающий реактор, выполненный в виде сообщающихся сосудов, содержащий композицию для получения водорода, устройство дозирования воды, редуктор с обратной связью для выпуска водорода, выполненный в виде U-образного сосуда, содержащего композицию из гидрида магния, связующего, серной кислоты и сорбента серной кислоты.
Однако данный аппарат предназначен для генерации водорода, который в дальнейшем может использоваться для питания топливных элементов.
Известна установка (патент RU 2140881, МПК C02F 1/461, C02F 9/00, C25C 7/00, C25B 9/00, приоритет 26.08.1997, патентообладатель Нихон Трим Ко., Лтд., JP) для получения электролизом воды, содержащей растворенный водород, содержащая средства для получения очищенной воды из неочищенной воды, средства для подачи катализатора в очищенную воду для активирования электролиза и средства для электролиза очищенной воды с добавленным катализатором.
Недостатком известной установки является необходимость использования катализатора, а также повышенное содержание растворенного кислорода.
Задачей данной полезной модели является разработка удобного при портативном использовании устройства генерации водорода, растворенного в воде.
Технический результат заключается в повышении концентрации растворенного водорода и соответственно снижение ОВП (окислительно-восстановительный потенциал) воды.
Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что устройство для обогащения воды водородом состоит из реакционной камеры с укупорочным средством, генератора водорода, включающего источник питания, электроды, электроды - катод и анод, соединенные с источником питания, полупроницаемую диэлектрическую мембрану, расположенную между катодом и анодом, и адсорбент, установленный с возможностью замены и отделенный диэлектрической мембраной, не пропускающей молекулы кислорода в реакционную камеру с водой, и платы управления, содержащей устройство включения и таймер автоматического отключения, соединенной с источником питания генератора водорода, при этом плата управления и источник питания изолированы от среды реакционной камеры. Реакционная камера устройства выполнена из стекла или пищевого пластика. Укупорочное средство выполнено в виде крышки или пробки. В качестве полупроницаемой диэлектрической мембраны используют РЕМ-мембрану (proton exchange membrane). Источник питания имеет напряжение 5-24 В. Электроды выполнены из токопроводящего материала, инертного к молекулам воды. В качестве адсорбента используют активированный уголь. Объем реакционной камеры составляет 0,2÷5,0 л. В качестве источника питания используют аккумуляторную батарею.
Выполнение устройства для обогащения воды водородом, состоящим из реакционной камеры с укупорочным средством, генератора водорода, включающего источник питания, электродов, соединенных с источником питания, платы управления электрическим сигналом, включающей кнопку включения и таймер автоматического отключения от источника питания (аккумуляторной батареи), позволяет в целом достичь технического результата - обогатить раствор водородам, создать раствор с повышенным содержанием водорода в воде для целей портативного применения.
Полупроницаемая диэлектрическая мембрана необходима для остановки молекул кислорода с анода с целью их дальнейшей адсорбции адсорбентом.
Адсорбент установлен с возможностью замены и необходим для адсорбции кислорода. Адсорбент отделен диэлектрической мембраной, не пропускающей молекулы кислорода в реакционную камеру с водой, что позволяет увеличить концентрацию водорода в воде и достичь технического результата.
Плата управления, соединенная с источником питания генератора водорода, необходима для формирования электрического сигнала, и контроля за временем его отключения (продолжительностью работы).
Изоляция платы управления и источника питания от среды реакционной камеры необходимо для предотвращения короткого замыкания.
Целесообразно выполнять реакционную камеру из стекла из пищевого пластика для обеспечения задачи - портативного использования прибора в пищевых целях.
Целесообразно выполнять укупорочное средство в виде крышки или пробки в верхней части реакционной камеры, чтобы обеспечить портативные свойства устройства.
При выполнении устройства с портативной функцией, целесообразно использовать источник питания с напряжением 54-24 В, так как данное напряжения является оптимальным для обеспечения портативных свойств реакционной камеры.
Выполнение электродов из токопроводящего материала, инертного к молекулам воды, предотвращает растворение электродов в воде, что увеличивает продолжительность функционирования устройства и предотвращает эмиссию материала электродов в раствор.
Использование в качестве адсорбента активированного угля наиболее целесообразно ввиду низкой себестоимости материала.
Выполнение реакционной камеры объемом 0,2÷5,0 л обеспечит выполнение задачи по созданию портативного устройства, удобного в использовании.
Использование РЕМ-мембраны позволит повысить эффективность процесса обогащения воды.
Заявленное устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено схематичное изображение заявленного технического решения со всеми существенными признаками.
Устройство для обогащения воды водородом состоит из реакционной камеры 1, например, с объемом 0,2÷5,0 л, с укупорочным средством 2, генератора водорода 3. Генератор водорода 3 состоит из источника питания 4, с которым соединены электроды - катод 5 и анод 6, подключенные соответственно к отрицательному и положительному полюсам источника питания 4 с напряжением, например, 5÷24 В, из полупроницаемой диэлектрической мембраны 7, из установленного с возможностью замены адсорбента 8, и платы управления 9, соединенной с источником питания 4 генератора водорода 3. Плата управления 9 электрическим сигналом содержит устройство (например, кнопку) 10 включения и таймер 11 автоматического отключения от источника питания 4. Плата управления 9 и источник питания 4 изолированы от среды реакционной камеры 1. Материалом реакционной камеры 1 может быть пищевой пластик или стекло. Возможно выполнение укупорочного средства 2 в верхней части реакционной камеры 1. Укупорочное средство 2 может представлять собой крышку или пробку. Электроды, катод 5 и анод 6, выполнены из токопроводящего материала, инертного к молекулам воды, например, титана, платины. Материал адсорбента 8 преимущественно активированный уголь. Полупроницаемая диэлектрическая мембрана 7 расположена над адсорбентом 8. Полупроницаемая диэлектрическая мембрана 7 может быть выполнена из РЕМ-мембраны. Полупроницаемая диэлектрическая мембрана 7 может располагаться между электродами 5 и 6. В качестве источника питания 4 может быть использована аккумуляторная батарея.
Устройство для обогащения воды водородом работает следующим образом. Реакционную камеру 1 наполняют питьевой водой. Закрывают реакционную камеру 1 укупорочным средством 2. Используют устройство для обогащения воды водородом посредством включения устройства (кнопки) 10 на плате управления 9, плата управления 9 в свою очередь запускает таймер 11 и инициирует подачу тока с напряжением 5-24 В с источника питания 4 на электроды 5 и 6. На двух электродах 5 и 6, помещенных в воду, при подаче тока с источника питания 4, начинается реакция электролиза, при этом на катоде 5 образуется водород, на аноде 6 - кислород. Молекулярный кислород адсорбируется адсорбентом 8, а водород с катода 5 остается в питьевой воде реакционной камеры 1, тем самым обогащая ее. По прошествии времени срабатывает таймер 11 платы управления 4, отключается подача тока на электроды. Подготовленная питьевая вода, обогащенная водородом, готова к употреблению. При необходимости адсорбент 8 может быть заменен для обеспечения пониженного содержания кислорода в растворе.
Предложенная полезная модель может быть изготовлена в условиях промышленного производства с использованием стандартного оборудования, общеизвестных технологий и материалов.
Заявленное устройство может использоваться как портативный прибор для обогащения питьевой воды водородом в бытовом назначении, что будет способствовать общему оздоровлению организма.
Специалисту в данной области техники очевидно множество других вариантов осуществления полезной модели, представленной в приведенном выше описании и чертежах. Поэтому, следует понимать, что полезная модель не ограничивается конкретными раскрытием воплощения и другие варианты выполнения могут быть включенными в объем предлагаемой формулы.