酸性水电解槽及其酸性水的利用方法
【专利摘要】本发明的目的在于，提供一种酸性水电解槽及其酸性水的利用方法，无需利用另外的催化剂或离子交换树脂，尤其，将具有相同极性的电极连接成为一个，使得向这些相同极性的电极同时供应电源，由此，通过较宽的电极表面，确保充足的导电性和电极表面的稳定性，从而，不仅能够电解自来水，还可以对纯净水或超纯水也进行电解。并且，本发明的另一目的在于，提供一种酸性水电解槽及其酸性水的利用方法，本发明相反于现有的电解槽使用催化剂进电解时，阳极侧获得具有酸性和氧化力的水，阴极侧获得具有碱性和还原力的水性，不使用催化剂，阴极侧可获得具有酸性和还原力的水性的水(酸性还原水)，阳极侧可获得具有酸性和氧化力的水(酸性氧化水)。尤其，本发明的又另一目的在于，提供一种酸性水电解槽及其酸性水的利用方法，在离子交换膜的一面，附加构成与上述多个电极极性不同的网状电极(MeshElectrode)，由此，既可以使得电极面积扩大，还能够最小化电极间距离，从而，更加促进氧化还原反应，而获得高浓度的酸性水。
【专利说明】酸性水电解槽及其酸性水的利用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及酸性水电解槽及其酸性水的利用方法，尤其涉及不使用离子交换树脂，尤其形成多个具有一个极性的电极，并接入相同极性，并且，通过网状电极(MeshElectrode)向具有另一个极性的电极接入相同电极,从而，既可以扩大具有相互不同极性的电极的反映面积即电极表面，又可以缩小电极之间的间隔，以使促进氧化还原反应，由此，对自来水及纯净水(RO)或超纯水(DI)进行电解，获得高浓度的酸性还原水或酸性氧化水的酸性水电解槽及其酸性水的利用方法。
【背景技术】
[0002]如专利文献即韩国登录专利第10-0660609号，申请注册了生成碱性还原水的电解槽。此类碱性还原水生成电解槽，与电解液接触的负电极的面积大于与电解液接触的正电极的面积，所述正电极配置于上部开放的阳极室，配置所述负电极的阴极室连续配置于所述阳极室的侧面，形成于所述阳极室的出口与邻接的所述阴极室的入口连通地形成，并且，连续配置的第η-1个所述阴极室的出口为与邻接的第η个所述阴极室的入口连通的构成。通过如上述的发明，无需添加化学药品，即可发生液性变化。
[0003]如此生成的碱性还原水被利用于半导体薄片或光掩模等的表面微粒子清洗，并且，只使用超纯水或纯净水作为原料水，因此，具有可解决图案的损毁及防止表面氧化的效果，尤其，将排出 的水以低廉的费用进行再使用，因此，具有减轻环境问题的效果。
[0004]但，在专利文献记载的电解槽发生如下问题。
[0005](I)对具有相同极性的多个电极，分别独立地供应电源，因此，对于这些电极表面的电位差不稳定，难以稳定电极表面。
[0006](2)现有的电解槽使用纯净水(RO)或超纯水(DI)作为原水(原水)，因此，这些原水的导电度低，并且为了提高导电度只能利用离子交换树脂。
[0007](3)此类离子交换树脂通过电解槽反复使用，使得树脂的耐热性降低，其寿命方面受到制约。
[0008](4)通常，电解在阴极和阳极的电极表发生分解反应。因此，存在现有的电解槽的与电极表面不直接接触的部分电解效率降低的问题。
[0009](5)邻接配置而具有相同极性的电极分别接收供应电源，因此成为无法稳定地扩大电极表面的主要因素。
【发明内容】
:
[0010]本发明为了解决上述问题而研发，其目的在于，提供一种酸性水电解槽及其酸性水的利用方法，无需利用另外的催化剂或离子交换树脂，尤其，将具有相同极性的电极连接成为一个，使得向这些相同极性的电极同时供应电源，由此，通过较宽的电极表面，确保充足的导电性和电极表面的稳定性，从而，不仅能够电解自来水,还可以对纯净水或超纯水也进行电解。[0011]并且，本发明的另一目的在于，提供一种酸性水电解槽及其酸性水的利用方法，本发明相反于现有的电解槽使用催化剂进电解时，阳极侧获得具有酸性和氧化力的水，阴极侧获得具有碱性和还原力的水性，不使用催化剂，阴极侧可获得具有酸性和还原力的水性的水(酸性还原水)，阳极侧可获得具有酸性和氧化力的水(酸性氧化水)。
[0012]尤其，本发明的又另一目的在于，提供一种酸性水电解槽及其酸性水的利用方法，在离子交换膜的一面，附加构成与上述多个电极极性不同的网状电极(MeshElectrode)，由此，既可以使得电极面积扩大，还能够最小化电极间距离，从而，更加促进氧化还原反应，而获得高浓度的酸性水。
[0013]本发明的技术解决方案在于:
[0014]为了达到上述目的，根据本发明的酸性水电解槽，其特征在于，包括:壳体(100)，其形成有至少以一个离子交换膜(111)为中心分离的至少两个填充室(110a，110b)，各填充室(110a，110b)分别形成有入水口(112a，113a)及出水口 (112b, 113b);第I电极(200)，其配置于所述填充室(IlOa);第2电极(300)，其在其余的填充室(IlOb)内与离子交换膜
(111)邻近地配置，并且，具有与第I电极(200)不同的极性；及第3电极(300’)，其与第2电极(300)相同的极性，在所述各填充室(IlOb)与第2电极(300)分隔既定间隔而配置，其中，所述第2电极(300)及第3电极(300’)相互连接而同时接入电源。
[0015]尤其，所述离子交换膜(111)与所述第I电极(200)分隔0.1~2.0mm的间隔(Wl)而配置，其之间作为填充空间，以使原水通过。
[0016]并且，所 述第2电极(300)与所述第3电极(300’)分隔0.1~100.0mm的间隔(W2)而配置，其之间作为填充空间，以使原水通过。
[0017]并且，配置有第I电极(200)的填充室(IlOa)的入水口(112a)与出水口(112b)之间还形成有离子罐(400)。
[0018]并且，所述离子交换膜(111)为含氟阳离子交换膜。
[0019]并且，所述第I至第3电极(200，300，300’)为多孔白金电极或网状白金电极。
[0020]并且，所述离子交换膜(111)，在与第I电极(200)相向的一面的部分面积还形成有具有与该第I电极(200)相同极性的网状电极(114)。该网状电极(114)形成离子交换膜(111)的一侧表面的整体大小的30~80%的大小。
[0021]并且，从所述电解槽电解的酸性水，溶解氢浓度(DH)为200ppb~1，500ppb。
[0022]尤其，根据本发明的电解槽，对导电度为50uS/cm以下的原水进行电解，在阴极侧获得具有酸性(pH4~pH6.9)和还原力(ORP-1OOmV~-650mV)的酸性的还原水。并且，将该酸性的还原水作为抗氧化剂原料水、饮用水或饮料水的原料水、微生物繁殖及细胞繁殖用饮用水、促进生长及蔬菜或水果等的褐变防止水或化妆品原料水所利用。
[0023]最后，根据本发明的电解槽，对导电度为50uS/cm以下的原水进行电解，在阳极侧获得具有酸性(ρΗ3.5~ρΗ6.0)和氧化力(0RP+700mV~+1，200mV)的酸性的氧化水。并且，该酸性的氧化水，用作杀菌水、微生物繁殖及细胞繁殖用饮用水、促进生长及蔬菜或水果等的褐变防止水或化妆品原料水。
[0024]有益效果
[0025]根据本发明的酸性水电解槽及其酸性水的利用方法具有如下效果:
[0026](I)将具有相同极性的至少两个电极连接成一个，同时向这些电极供应电源，从而，能够稳定地确保这些电极的电极表面的宽度，而提高氧化还原反应的效果。
[0027](2)不使用离子交换树脂，而利用离子交换膜，因此不同于现有的离子交换树脂，不发生耐久性降低的问题，因此，可延长电解槽的寿命。
[0028](3)作为使用于电解的原水,不仅对异物多而导电度高的自来水，即使使用纯净水(RO)或超纯水(DI)，也能够对其进行电解，而获得酸性水。
[0029](4)可根据向填充室接入的极性，选择性地进行电解而获得酸性还原水或酸性氧化水。
[0030](5)如上述方法获得的酸性氧化水或酸性还原水，根据其特性，作为各种原水进行使用。
[0031](6)尤其，本发明构成得在由既定的间隔分隔设置的负电极之间流动原水，从而，使得在该阴极的表面产生反应，生成高浓度的氢气水(酸性水)。
[0032](7)通过网状电极(MeshElectrode),既可以扩大反应面积(电极的面积)，又可以缩小反应电极间距离,从而,促进氧化还原反应,而提高氢气水的浓度。
[0033](8)尤其，此类网状电极为了不妨碍酸性水的流动，形成离子交换膜的一部分，优选地形成30~80%的宽度，从而，确保空间使得酸性水顺畅地流动，又可以促进氧化还原反应，而提高酸性水的氢气浓度。 【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1为概略示出根据本发明的实施例1的酸性水电解槽的构成的截面图；
[0035]图2为概略示出根据本发明的实施例2的酸性水电解槽的构成的截面图；
[0036]图3为概略示出根据本发明的实施例3的酸性水电解槽的构成的截面图；
[0037]图4为概略示出根据本发明的实施例4的酸性水电解槽的构成的截面图；
[0038]图5为概略示出根据本发明的实施例5的酸性水电解槽的构成的截面图。
【具体实施方式】
[0039]以下，参照附图更详细地说明本发明的优选实施例。并且，本说明书及权利要求中使用的术语或词语不能限定解释为词典性的意义，要立足于
【发明者】为了以最优选的方法说明其自身发明，可适当地定义术语的概念的原则，以符合本发明的技术思想的意义和概念进行解释。
[0040]因此，本说明书中记载的实施例和附图中图示的构成，只是本发明的最优选的一实施例，并非代言本发明的全部技术思想，因此，本申请可存在代替其的各种均等物和变形例。
[0041][实施例1]
[0042]如图1所示，根据本发明的实施例1的酸性水电解槽，进行电解的壳体(100)，配置于壳体(100)，供应进行电解所需的电源而具有相互不同的极性的第I电极(200)和第2电极(300)，并且，具有与这些电极中的某一个相同的电极而使得相应离子水增加，提高电位差，获得酸性氧化水或酸性还原水。
[0043]尤其，根据本发明酸性水电解槽，为了使得电解的离子填充于既定的空间内，在壳体(100)内部利用离子交换膜(111)而构成填充室(110a, 110b)。[0044]并且，根据本发明酸性水电解槽，将第2电极(300)及具有与其相同极性的另一个电极(第3电极)连接为一个，而供应相同的强度的电源，由此，向第2电极(300)和第3电极同时进行电源供应，使得能够向这些电极供应相同的电位差的电源，而稳定地扩张表面电极。
[0045]以下，对此类构成进行更详细的说明。
[0046]壳体(100)为在内部接收供应的一定量的原水(原水)而发生电解的电解槽主体。
[0047]此类壳体(100)由内部空的中空形状形成，并且，为了分离电解的离子具有离子交换膜(111)。离子交换膜(111)将壳体(100)的内部分隔为至少两个填充室(110a，110b)。本发明的优选实施例中说明了分离为2个，但也可更多地分离而构成。本发明的优选实施例中，此类离子交换膜，可利用含氟畅销(阳离子)交换膜(杜邦公司离子交换膜117)。
[0048]并且，所述各填充室(110a，IlOb)形成有为了电解而接收原水供应的入水口(112a, 113a)和用于将电解的酸性水向外部排出的出水口(112b，113b)。
[0049]在此，如上述，如利用一个离子交换膜(111)时，所述填充室(110a，110b)构成2个。但，离子交换膜(111)使用"N〃个时，填充室形成(N+1)个，并且，各填充室构成有出水口和入水口。
[0050]第I电极(200)配置于某一个填充室(IlOa)。此时，第I电极(200)确保与离子交换膜(111)之间的 既定大小的填充空间。
[0051]为此，所述第I电极(200)配置于填充室(110a)，并使得与离子交换膜(111)的间隔(Wl)成为0.1~2.0mm。这是因为，如果间隔(Wl)比其更大，将使得与后述的第2电极(300)的电解能降低，并且，如果比其更宽时，可防癌酸性水或原水的流动。
[0052]本发明的优选实施例中，将所述第I电极(200)配置于构成有两个以上填充室的壳体(100)时,配置于最外侧的填充室。
[0053]第2电极(300)配置于其他填充室(IlOb)，使得具有与第I电极(200)不同的极性，并与离子交换膜(111)邻接。
[0054]此时，配置第2电极(300)的填充室(IlOb)为多个时，在各个填充室分别配置一个第2电极(300)。
[0055]第3电极(300’)具有与第2电极(300)相同的极性，配置于配置有该第2电极(300)的填充室(IlOb)内。
[0056]此时，所述第3电极(300’)分隔与第2电极(300)之间的既定间隔(W2)而配置。此时，间隔(W2)形成为0.1~100.0_，其之间以离子的填充空间运用。
[0057]并且，本发明的优选实施例中，上述的第I至第3电极(200，300, 300’)可利用多孔白金电极或网状白金电极。
[0058]并且，本发明的优选实施例中，优选地将所述第2电极(300)与第3电极(300’)相互连接，例如，进行并联，使得向这些电极同时供应电源。这是因为，使得接入相同的极性的第2电极(300)和第3电极(300’)同时接入电源，从而，对第2电极(300)和第3电极(300’)提供相同强度的电位差，而对电极表面进行稳定均匀的扩张。
[0059][运作][0060]下面对根据具有如上述的本发明的实施例1的构成的本发明的酸性水电解槽的运作进行说明。
[0061]首先，通过入水口(112a，113a)向壳体(100)供应原水。此时，原水可只利用两个入水口(112a，113a)中的一个进行供应。
[0062]其次，向第I电极(200)接入阳极(+)，向第2电极(300)和第3电极(300，)接入阴极(_)。由此，发生原水的电解，通过离子交换膜(111)，接入阳极的填充室(IlOa)被填0H-，另外填充室(IlOb)被填充H"。此时，所述第2电极(300)和第3电极(300’)连接为一个时，向这些电极同时接入电源。
[0063]如上述，各填充室(110a，110b)被填充0H_碑H+，因离子的电位差发生电流。尤其，配置有第3电极(300’)的填充室(110b)，因阴极㈠性离子的增加，H+转化为H或H2。
[0064]如上述，因离子的填充而发生的高电位差，不仅对通常使用的自来水，而且，对导电度低的纯净水(RO)或超纯水(DI)也能够进行电解。
[0065]〈对于阴极间的间隔变化的水性变化>
[0066]利用如上述的运作的根据本发明的酸性水电解槽，对于从阴极侧即从上述的填充室(IlOb)获得的酸性水，为了获得根据间隔(W2)的变化的水性变化，进行了如下的试验。
[0067]原水:水(导电度10uS/cm 以下，ρΗ7.0, 0RP+230mV,温度 25.5°C )
[0068]电源:DC24V
[0069]流速(流量):0.31/min
[0070]测量仪:TOA会社的计测器
[0071]pH:T0A-21P
[0072]0RP:T0A-21P
[0073]DH:T0ADH-35A
[0074]下面的[表1]显示器检测结果。
[0075]【表1】
[0076]
【权利要求】
1.一种酸性水电解槽，其特征在于， 包括: 壳体(100)，其形成有至少以一个离子交换膜(111)为中心分离的至少两个填充室(110a，110b)，各填充室(110a，110b)分别形成有入水口(112a，113a)及出水口(112b, 113b)； 第I电极(200)，其配置于所述填充室(IlOa)； 第2电极(300)，其在其余的填充室(IlOb)内与离子交换膜(111)邻近地配置，并且，具有与第I电极(200)不同的极性；及 第3电极(300’)，其与第2电极(300)相同的极性，在所述各填充室(IlOb)与第2电极(300)分隔既定间隔而配置， 其中，所述第2电极(300)及第3电极(300’)相互连接而同时接入电源。
2.根据权利要求1所述的酸性水电解槽，其特征在于， 所述尚子交换膜(111)与所述第I电极(200)分隔0.1~2.0mm的间隔(Wl)而配置，其之间作为填充空间，以使原水通过。
3.根据权利要求1或2所述的酸性水电解槽，其特征在于， 所述第2电极(300)与所述第3电极(300’)分隔0.1~100.0mm的间隔(W2)而配置，其之间作为填充空间，以使原水通过。
4.根据权利要求3所述的酸性水电解槽，其特征在于， 配置有第I电极(200)的填充室(IlOa)的入水口(112a)与出水口(112b)之间形成有离子罐(400)。
5.根据权利要求4所述的酸性水电解槽，其特征在于， 所述离子交换膜(111)为含氟阳离子交换膜。
6.根据权利要求5所述的酸性水电解槽，其特征在于， 所述第I至第3电极(200，300, 300’)为多孔白金电极或网状白金电极。
7.根据权利要求1所述的酸性水电解槽，其特征在于， 所述离子交换膜(111)，在与第I电极(200)相向的一面的部分面积还形成有具有与该第I电极(200)相同极性的网状电极(114)。
8.根据权利要求7所述的酸性水电解槽，其特征在于， 所述网状电极(114)形成离子交换膜(111)的一侧表面的整体大小的30~80%的大小。
9.根据权利要求6所述的酸性水电解槽，其特征在于， 从所述电解槽电解的水，溶解氢浓度(DH)为200ppb~1，500ppb。
10.根据权利要求9所述的酸性水电解槽，其特征在于， 在电解槽对导电度为50uS/cm以下的原水进行电解，在阴极侧获得具有酸性(pH4~pH6.9)和还原力(ORP-1OOmV~-650mV)的酸性的还原水。
11.一种权利要求10的酸性水的利用方法，其特征在于， 将所述酸性的还原水作为抗氧化剂原料水、饮用水或饮料水的原料水、微生物繁殖及细胞繁殖用饮用水、促进生长及蔬菜或水果等的褐变防止水或化妆品原料水所利用。
12.根据权利要求9所述的酸性水电解槽，其特征在于，在电解槽对导电度为50uS/cm以下的原水进行电解，在阳极侧获得具有酸性(pH3.5~pH6.0)和氧化力(0RP+700mV~+1，200mV)的酸性的氧化水。
13.一种权利要求12的酸性水的利用方法，其特征在于， 所述酸性的氧化水，用作杀菌水、微生物繁殖及细胞繁殖用饮用水、促进生长及蔬菜或水果等的褐变防止水或化妆品原料水。
【文档编号】C25B9/10GK104024480SQ201380003623
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2013年8月19日 优先权日:2012年8月27日
【发明者】李在龙, 任信娇 申请人:希姆斯仿生有限公司, 李在龙