CN110408948A - 一种便携电解水制氢气和氧气及负氧离子装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便携电解水制氢气和氧气与负氧离子装置，其包括：罐体、设置于罐体下部并用于对罐体内电解液进行电解产生氢气和氧气的电解模组及设置于罐体下方并用于对电解模组提供直流电能的供电模组，罐体上端设置有注水口和出气口；出气口处设置有用于净化氢气与氧气并产生负氧离子的净化催化模块；净化催化模块包括层叠设置的：净化催化床、负离子稀土活性陶粒，以及防水透气膜。本发明在可携带的罐体底部设置可将罐体内的液体电解产生氢气和氧气的电解模组及提供直流电的供电模组，在罐体的出气口设置用于净化氢氧气并产生负氧离子的净化催化模组，当人们需要补充氧气和氢气时，可以随时随地很方便地使用本发明补充氧气和氢气及负氧离子。
Description
技术领域：
本发明涉及水电解与人体呼吸健康技术领域，特指一种便携电解水制氢气和氧气及负氧离子装置。
背景技术：
人们工作的劳累、学习的疲倦、运动的疲惫和肌肉酸痛、长途驾车时思睡、高山高原反应以及老人们的头晕乏力等，部分原因是身体缺氧导致的，所以很多时候人们需要“加油--就是要加氧”。负氧离子被称为“空气维生素”，对身体健康也是多多益善、大有裨益的，所以能有一种便携式可随时随地及时给人体供应氧气和负氧离子的装置是非常必要的，可以帮助人们解决生活中诸多痛点；另外现代很多公开的医学研究报告已经试验证明：人体吸收适量的氢气对健康有很多益处；氢气是一种抗氧化、抗自由基的物质，日本厚生省已批准氢气吸入为医疗手段，日本太田成男教授、中国中科院院士钟南山、中国第二军医大孙学军教授等经长期研究和测试证实：氢气对身体健康、减轻炎症、防病抗病、美容美白、延年益寿等都有很多益处与治疗作用。
目前市面上现有的小型电解水装置主要两种，一种是质子交换膜(PEM)的氢燃料电池逆反应电解纯水制取氢气和氧气，但该方式两个缺点：其一，需用高纯二次蒸馏水，现实生活中不便获取，使PEM膜易污染中毒导致使用寿命较短，且PEM膜电解纯水时成本高；其二，产气量慢而少，电解效率低，并有微量臭氧(O3)产生，耗电量大且控制及处理装置复杂笨重，现在市场上的此类产品都是较大机型只适于家用，不便移动或携带。另外一种是电解碱水溶液方式，一般也是大型设备用于工业用制氢，机体超大型且复杂昂贵，并且电解碱水生成的氢氧气中也会有少量臭氧(O3)，臭氧是强氧化剂，对人体有较强毒副作用。而且现有这两种技术方案用于人体供氢氧气都没能做到微型化与便携化，主要难点在于既要提高电解效率，又要微型便携化，还要对产物混和氢氧气即时去臭氧及净化处理等。
有鉴于此，本发明人提出以下技术方案。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种便携电解水制氢气和氧气及负氧离子装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案：该便携电解水制氢气和氧气及负氧离子装置，其包括：罐体、设置于罐体下部并用于对罐体内电解液进行电解产生氢气和氧气的电解模组及设置于罐体下方并用于对电解模组提供直流电能的供电模组，所述的罐体上端设置有注水口和出气口；
所述的出气口处设置有用于净化氢气与氧气并产生负氧离子的净化催化模块；所述的净化催化模块包括层叠设置的：净化催化床、负离子稀土活性陶粒，以及防水透气膜，所述的净化催化床为改性活性炭基的锰氧化物催化剂颗粒；所述的负离子活性陶粒为稀土与电气石粉体混和烧结而成的负离子稀土活性球状陶粒；
所述的电解模组包括：设置于所述罐体内的采用镍或镀镍合金网格的阳极、与阳极一体成型并密封贯穿于所述罐体的阳极接线柱、设置于所述罐体内的采用镀铂钛合金网格的阴极、以及与阴极一体成型并密封贯穿于所述罐体的阴极接线柱，所述的阳极接线柱和阴极接线柱与所述供电模组的输出接口电性连接。
进一步而言，上述技术方案中，所述的净化催化模块具有一罩盖，所述的净化催化床、负离子稀土活性陶粒、防水透气膜设置于该罩盖内，且罩盖螺纹连接在罐体的出气口处。
进一步而言，上述技术方案中，所述的净化催化模块与所述出气口连接处设置有密封圈。
进一步而言，上述技术方案中，所述的供电模组包括有电池和控制电池充电与负载及保护的控制模块，该控制模块包括充电及放电保护电路、以及与所述电解模组连接的输出接口、用于给所述电池充电的充电输入插口、用于控制所述电池电流输出的开关档位组件及用于提示所述电池电量的电量指示灯。
进一步而言，上述技术方案中，所述的控制模块还包括用于供电或充电的USB输出插接口。
进一步而言，上述技术方案中，所述的供电模组以可拆卸的方式安装于所述罐体下部。
进一步而言，上述技术方案中，所述的罐体上方设置有一外壳罩盖，所述的注水口上罩设有一盖帽；所述的净化催化模块的罩盖上端设置有气体输出接口，该气体输出接口穿过所述外壳罩盖，用于与鼻吸管连接。
进一步而言，上述技术方案中，所述的外壳罩盖设置有液位观测条形孔。
进一步而言，上述技术方案中，所述的电解液为溶于饮用纯净水的氢氧化钾或氢氧化钠的碱水电解液。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：本发明在可携带的罐体的底部设置可将罐体内的液体电解产生氢气和氧气的电解模组及用于给电解模组提供电能的供电模组，且在罐体的出气口设置用于将电解及紫外光作用中产生的微量臭氧催化为氧气并将氧气催化产生大量负氧离子的净化催化模块，使得人们在生产劳作、学习工作、运动爬山、长途驾车、生病、防病治病等需要补充氧气和氢气时，可以随时随地很方便地使用本发明补充氧气和氢气，并且本发明可产生大量负氧离子、以及氢气的抗炎症、抗氧化、抗自由基、美容美白、延年益寿等特性都对身体大有裨益。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图。
附图标记说明：
1罐体 10液体 11注水口
12出气口 13外壳罩盖 14帽盖
15卡钩 2电解组件 21阳极
22阳极接线柱 23阴极 24阴极接线柱
3供电模组 31电池 32控制模组
321输出接口 322充电输入插口 323开关组件
324电量指示灯 325USB输出插接口 4净化催化模块
40气体输出接口 41罩盖 42净化催化床
43负离子稀土活性陶粒 44防水透气膜 45密封圈
具体实施方式：
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。
见图1所示，为一种便携电解水制氢气和氧气及负氧离子装置，其包括：罐体1、设置于罐体1下部并用于对罐体1内电解液10进行电解产生氢气和氧气的电解模组2及设置于罐体1下方并用于对电解模组2提供直流电能的供电模组3，所述的罐体1上端设置有注水口11和出气口12；
所述的出气口12处设置有用于净化氢气与氧气并产生负氧离子的净化催化模块4；所述的净化催化模块4包括层叠设置的：净化催化床42、负离子稀土活性陶粒43，以及防水透气膜44，所述的净化催化床42为改性活性炭基的锰氧化物催化剂颗粒；所述的负离子活性陶粒43为稀土与电气石粉体混和烧结而成的负离子稀土活性球状陶粒；
所述净化催化床中为活性碳基锰氧化物催化剂，包括：二氧化锰mno2及碳酸锰mnco3微粉，其表面活性位可将臭氧降解催化为氧气，其催化降解机理如下(*表示催化剂表面的活性位)：O3+*—O2+O*，O*+O3—O2+O2*，O2*—O2+*
并且负离子稀土陶粒43还可将所流经的氧气催化产生大量负氧离子；
所述的负离子稀土陶粒43为稀土和电气石粉按适当比例制球粒并烧结而成，电气石成分是以含硼为特征的铝、钠、铁、锂环状结构的硅酸盐物质，因其热电性和压电性，使其极性离子在平衡位置振动而引起偶极矩变化产生远红外电磁辐射，与稀土材料及其烧结陶粒的毛细效应及超大比表面积等综合作用，可将流经的氧气催化产生大量负氧离子。
所述的电解模组2包括：设置于所述罐体1内的采用镍或镀镍合金网格的阳极21、与阳极21一体成型并密封贯穿于所述罐体1的阳极接线柱22、设置于所述罐体1内的采用镀铂钛合金网格的阴极23、以及与阴极23一体成型并密封贯穿于所述罐体1的阴极接线柱24，所述的阳极接线柱22和阴极接线柱24与所述供电模组3的输出接口321电性连接。所述的阳极21为镍或镀镍网格合金阳极，所述的阴极23为镀铂钛合金的网格阴极，原因是它们作阴、阳极时具有较好的电催化性能且较低的过电位，网格的目的便于增大比表面积和利于生成气泡上升。
所述的净化催化模块4具有一罩盖41，所述的净化催化床42、负离子稀土活性陶粒43、防水透气膜44设置于该罩盖41内，且罩盖41螺纹连接在罐体1的出气口12处。所述的罩盖41为螺旋罩盖。
所述的净化催化模块4与所述出气口12连接处设置有密封圈45。所述的密封圈45有多个，目的在于防止碱水电解液外溢。
所述的供电模组3包括有电池31和控制电池31充电与负载及保护的控制模块32，该控制模块32包括充电及放电保护电路、以及与所述电解模组4连接的输出接口321、用于给所述电池31充电的充电输入插口322、用于控制所述电池31电流输出的开关档位组件323及用于提示所述电池31电量的电量指示灯324。
所述的充电及放电保护电路为常规的保护电路。
所述的控制模块32还包括用于供电或充电的USB输出插接口325。
所述的供电模组3以可拆卸的方式安装于所述罐体1下部。
所述的罐体1上方设置有一外壳罩盖13，所述的注水口11上罩设有一盖帽14；所述的净化催化模块4的罩盖41上端设置有气体输出接口40，该气体输出接口40穿过所述外壳罩盖13，用于与鼻吸管连接。所述的气体输出接口40与鼻吸管连接，通过人体呼吸循环系统将产生的氢气和氧气及负氧离子吸收到体内。所述的电解模组2位于所述罐体1底部。
所述的外壳罩盖13设置有液位观测条形孔。
所述的电解液10为溶于饮用纯净水的氢氧化钾或氢氧化钠的碱水电解液。所述的电解液10采用氢氧化钾或氢氧化钠(电解质)与饮用纯净水按比例1—40％混合相溶的碱水溶液，通低压直流电后在阳极21上析出氧气；反应式：阳极4OH--4e-＝O2↑+2H2O；阴极23上析出氢气；反应式：阴极4H++4e-＝2H2↑。
综上所述，本发明使用时，按下启停开关，由电池31将蓄存的直流电提供给电解模组2的阳极21和阴极23，在阳极21上析出氧气，阴极23上析出氢气，与此同时，设置于净化催化模块4内的净化催化床42将流经的混和气中少量的臭氧净化催化为氧气，进而氢、氧气在流经负离子稀土陶粒43时，将部份氧气催化产生大量负氧离子，进而从气体输出接口40输出氢气和氧气及负氧离子气供人体采吸。
当然，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并非来限制本发明实施范围，凡依本发明申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。
Claims (9)
1.一种便携电解水制氢气和氧气及负氧离子装置，其特征在于，包括：罐体(1)、设置于罐体(1)下部并用于对罐体(1)内电解液(10)进行电解产生氢气和氧气的电解模组(2)及设置于罐体(1)下方并用于对电解模组(2)提供直流电能的供电模组(3)，所述的罐体(1)上端设置有注水口(11)和出气口(12)；
所述的出气口(12)处设置有用于净化氢气与氧气并产生负氧离子的净化催化模块(4)；所述的净化催化模块(4)包括层叠设置的：净化催化床(42)、负离子稀土活性陶粒(43)，以及防水透气膜(44)，所述的净化催化床(42)为改性活性炭基的锰氧化物催化剂颗粒；所述的负离子活性陶粒(43)为稀土与电气石粉体混和烧结而成的负离子稀土活性球状陶粒；
所述的电解模组(2)包括：设置于所述罐体(1)内的采用镍或镀镍合金网格的阳极(21)、与阳极(21)一体成型并密封贯穿于所述罐体(1)的阳极接线柱(22)、设置于所述罐体(1)内的采用镀铂钛合金网格的阴极(23)、以及与阴极(23)一体成型并密封贯穿于所述罐体(1)的阴极接线柱(24)，所述的阳极接线柱(22)和阴极接线柱(24)与所述供电模组(3)的输出接口(321)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种便携电解水制氢气和氧气及负氧离子装置，其特征在于：所述的净化催化模块(4)具有一罩盖(41)，所述的净化催化床(42)、负离子稀土活性陶粒(43)、防水透气膜(44)设置于该罩盖(41)内，且罩盖(41)螺纹连接在罐体(1)的出气口(12)处。
3.根据权利要求1所述的一种便携电解水制氢气和氧气及负氧离子装置，其特征在于：所述的净化催化模块(4)与所述出气口(12)连接处设置有密封圈(45)。
4.根据权利要求1所述的一种便携电解水制氢气和氧气及负氧离子装置，其特征在于：所述的供电模组(3)包括有电池(31)和控制电池(31)充电与负载及保护的控制模块(32)，该控制模块(32)包括充电及放电保护电路、以及与所述电解模组(4)连接的输出接口(321)、用于给所述电池(31)充电的充电输入插口(322)、用于控制所述电池(31)电流输出的开关档位组件(323)及用于提示所述电池(31)电量的电量指示灯(324)。
5.根据权利要求4所述的一种便携电解水制氢气和氧气及负氧离子装置，其特征在于：所述的控制模块(32)还包括用于供电或充电的USB输出插接口(325)。
6.根据权利要求4所述的一种便携电解水制氢气和氧气及负氧离子装置，其特征在于：所述的供电模组(3)以可拆卸的方式安装于所述罐体(1)下部。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种便携电解水制氢气和氧气及负氧离子装置，其特征在于：所述的罐体(1)上方设置有一外壳罩盖(13)，所述的注水口(11)上罩设有一盖帽(14)；所述的净化催化模块(4)的罩盖(41)上端设置有气体输出接口(40)，该气体输出接口(40)穿过所述外壳罩盖(13)，用于与鼻吸管连接。
8.根据权利要求7所述的一种便携电解水制氢气和氧气及负氧离子装置，其特征在于：所述的外壳罩盖(13)设置有液位观测条形孔。
9.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种便携电解水制氢气和氧气及负氧离子装置，其特征在于：所述的电解液(10)为溶于饮用纯净水的氢氧化钾或氢氧化钠的碱水电解液。
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2019
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