JP2000192272A - 活性水素水および活性水素含有アルカリイオン水の製造方法 - Google Patents

活性水素水および活性水素含有アルカリイオン水の製造方法

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JP2000192272A
JP2000192272A JP10369844A JP36984498A JP2000192272A JP 2000192272 A JP2000192272 A JP 2000192272A JP 10369844 A JP10369844 A JP 10369844A JP 36984498 A JP36984498 A JP 36984498A JP 2000192272 A JP2000192272 A JP 2000192272A
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alkaline ionized
ionized water
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Masayoshi Hidaka
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    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

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Abstract

(57)【要約】 【課題】活性水素を安定的に保持することにより、必要
に応じて取り出して使用し得る新たな技術を提供するこ
とを主な目的とする。 【解決手段】1.パラジウムまたはパラジウム合金を陰
極として、電解質を含む水の電気分解を行った後、陰極
を電解装置外に取り出し、陰極に吸蔵された活性水素を
水中に放出させることを特徴とする活性水素水の製造方
法。 【請求項2】請求項1に記載の方法で得られた活性水素
水を凍結することを特徴とする活性水素水の保存方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、活性水素水および
活性水素水を含有するアルカリイオン水の製造方法、な
らびにこれらの保存技術に関する。
【0002】
【従来の技術】水の電気分解においては、陰極側に水素
イオン(H+)が発生し、これが電子(e-)と結合して、原子
状の活性水素(H)となり、最終的には、分子状水素(H2)
が生成する。この現象は、陰極表面における気体(水素
ガス)生成により、容易に観察できる。
【0003】近年、上記の様にして発生する活性水素
が、動物細胞あるいは組織に種々の傷害(例えば、DNAの
損傷)を生じさせると考えられている活性酸素の還元剤
として有用であることが見出され、医療分野などでの応
用が期待されている(例えば、Shirahata et al, Bioche
mical and biophysical Research Communications 234,
269-274(1997) Article No.RC976622参照)。
【0004】しかしながら、水の電気分解により得られ
る電解還元水中では、活性水素(H)がそのままの状態で
存在し得る時間は、常温下では短いので、その電解還元
水中での濃度は、短時間内に低下する。従って、活性水
素源としての電解還元水の有用性も時間の経過ととも
に、減少する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、活
性水素を安定的に保持することにより、必要に応じて取
り出して使用し得る新たな技術を提供することを主な目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の如き
技術の現状に鑑みて研究を重ね、まず、水の電気分解に
際し陰極として使用するパラジウムおよびその合金が、
原子状水素の形態で水素を大量に吸蔵することに着目し
た。そして、さらに研究を進めた結果、この陰極パラジ
ウムまたはパラジウム合金を電解装置外に取り出して、
水中に浸漬する場合には、陰極パラジウムおよび/また
はパラジウム合金に吸蔵された活性水素が水(あるいは
アルカリイオン水)に効率よく放出されるので、活性水
素水(あるいは活性水素含有アルカリイオン水)を容易に
製造することができることを見出した。また、上記の様
にして得られた活性水素水あるいは活性水素含有アルカ
リイオン水を凍結する場合には、その長期保存が可能と
なることをも見出した。
【0007】すなわち、本発明は、下記の活性水素水お
よび活性水素含有アルカリイオン水の製造方法およびそ
の保存方法を提供するものである: 1.パラジウムまたはパラジウム合金を陰極として、電
解質を含む水の電気分解を行った後、陰極を電解装置外
に取り出し、陰極に吸蔵された活性水素を水中に放出さ
せることを特徴とする活性水素水の製造方法。 2.上記項1に記載の方法で得られた活性水素水を凍結
することを特徴とする活性水素水の保存方法。 3.上記項1に記載の方法で得られた活性水素水を凍結
してなる氷。 4.パラジウムまたはパラジウム合金を陰極として、電
解質を含む水の電気分解を行った後、陰極を電解装置外
に取り出し、陰極に吸蔵された活性水素をアルカリイオ
ン水中に放出させることを特徴とする活性水素含有アル
カリイオン水の製造方法。 5.上記項4に記載の方法で得られた活性水素含有アル
カリイオン水を凍結することを特徴とする活性水素含有
アルカリイオン水の保存方法。 6.上記項4に記載の方法で得られた活性水素含有アル
カリイオン水を凍結してなる氷。
【0008】
【発明の実施の形態】以下図面を参照しつつ、本発明を
さらに詳細に説明する。
【0009】図1は、本発明方法の概要を示す模式横断
面図である。
【0010】電解質水溶液の電解工程(第一工程)は、実
質的に公知の手法と同様でよい。すなわち、電解槽内の
電解質を含む水(以下「電解質水溶液」ということがあ
る)中に、陽極(チタン、チタン/白金、カーボン、セラ
ミックス不溶板など)とPdあるいはPd合金からなる陰極
とを配置した状態で、電解質を含む水の電気分解を行
う。この際、必要ならば、隔膜を間設した状態で陽極と
陰極とを配置しても良い。
【0011】電解質は、特に制限されず、各種のものが
使用できる。陰極を繰り返し使用することを想定すれ
ば、陰極表面に析出して水素の吸蔵を阻害しない物質を
使用することが好ましい。より具体的には、水溶液の形
態で、濃度1〜10%程度の硫酸水溶液、濃度5〜20%程度
のクエン酸などの有機酸水溶液などの酸水溶液;濃度2
〜30%程度の水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの
アルカリ水溶液などが通常使用される。
【0012】電解条件は、電解質水溶液の電気伝導度、
陽極および陰極の表面積などに応じて、電圧/電流およ
び電流密度などが変化するので、種々変わり得る。一例
として10%硫酸水溶液を電解液として使用し、温度室
温、陽極面積0.1dm2、陰極面積1dm2、極間距離100mm、P
d厚さ200μm、電圧10V、電流3Aで50分間電解操作を行う
ことにより、Pd中に活性水素が飽和する。
【0013】なお、図示した電解槽は、実際には上方を
閉じて、酸素ガスおよび水素ガス用のガス抜き出し孔を
それぞれ設けた構造を有している。
【0014】本発明においては、電解操作時の陰極とし
てPdまたはPd合金を使用することを必須とする。すなわ
ち、PdおよびPd合金は、陰極で発生した活性水素をその
体積の300〜600倍程度と大量に吸蔵することができるか
らである。吸蔵された活性水素は、Pd中に固溶体として
吸着されて著しく活性化されるので、陰極からの脱着後
にも活性水素(H)の形態を呈する。この活性水素の発生
およびPdへの吸蔵は、常法の電解質水溶液の電気分解に
よる酸素および/または水素の製造に付随する操作とし
て行うこともできる。
【0015】陰極として使用するPd合金としては、Pdを
10重量%以上含有するPd/Ni、Pd/Fe、Pd/Zn、Pd/Cu、Pd
/Pt、Pd/Coなどが例示される。活性水素の水中放出能力
(活性水素の吸蔵能力と相関関係にある)は、Pd含有量に
ほぼ比例するので、合金中のPd含有量は、70%以上であ
ることがより好ましい。PdおよびPd合金(以下Pdを以て
代表させる)は、水素を吸収すると、膨張して、クラッ
クを生じやすく、Pd陰極を繰り返し使用する場合には、
破損してしまう場合がある。この様な事態を回避するた
めには、Pd陰極をチタンのラス板、ステンレス鋼薄板な
どで補強しておくことが望ましい。あるいは、Pdをチタ
ン、ステンレス鋼などの基板乃至補強体にメッキした形
態で使用することも好ましい態様として挙げられる。
【0016】陰極Pdの活性水素能が飽和すると、陰極Pd
の表面において水素の気泡発生が認められる様になる。
従って、この時点で、活性水素を吸蔵した陰極Pdを電解
槽から取り出し、水洗してその表面に付着した電解質を
除去した後、容器内の水に投入する(第二工程)。あるい
は、洗浄後の陰極Pdを乾燥状態で保管しておき、必要時
に水中に投入しても良い。陰極Pdの保管は、室温以下の
温度で、大気圧以上の加圧状態でArなどの不活性ガス中
で行うことが好ましい。
【0017】陰極Pdの水中への投入により、吸蔵されて
いた水素が活性水素の形態で水中に放出されて、活性水
素水が得られる。活性水素を吸収させる水は、特に限定
されず、生物学的に清浄な純水、水道水、天然水(ミネ
ラル水を含む)、電子水、アルカリイオン水(電解還元
水としても知られる)、あるいは加工飲料水(緑茶、ウー
ロン茶など)などのいずれであっても良い。特にアルカ
リイオン水に活性水素水を放出させる場合には、得られ
る活性水素含有アルカリイオン水は、活性水素が有する
特異な医療的効果とアルカリイオン水が有する公知の医
療的効果との相乗的効果が達成されるものと期待され
る。なお、活性水素の水中への放出を加熱下に行う場合
には、活性水素の放出を促進することができるととも
に、放出効率(回収率)向上する。加熱は、パラジウム陰
極裏面あるいは陰極内に内蔵したヒーターにより行って
も良く、あるいは水を加温しつつ行っても良い。前者の
場合には、Pd陰極に吸蔵された活性水素の放出効率がよ
り高くなるので、好ましい。
【0018】本発明による活性水素水および活性水素含
有アルカリイオン水は、活性水素を溶解させる前の水と
pHの変化は認められないし、味の変化も認められないと
いう特徴を有する。この点で、水を電解還元することに
より製造されるアルカリイオン水が独特の味を呈するこ
とと大いに異なる。さらに、活性水素の溶解により、活
性水素水および活性水素含有アルカリイオン水の酸化還
元電位は大きく低下し、またこれを三酸化タングステン
に接触させると、その色相を変化させる。この様な現象
は、通常の水では、認められないところである。
【0019】さらに、本発明による活性水素水および活
性水素含有アルカリイオン水を凍結し、氷とする場合に
は、活性水素含有量を実質的に減少させることなく、長
期にわたる保存が可能となる。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果が達
成される。 (1)Pdに吸蔵された活性水素は、Pdを乾燥条件下におく
場合には、安定して長期にわたり保存可能であるので、
必要に応じて加熱しあるいは加熱することなく、水と接
触させて脱着操作を行い、利用することができる。 (2)活性水素水および活性水素含有アルカリイオン水を
凍結することにより、氷として長期にわたり保存するこ
とができる。 (3)人体に対して悪影響を及ぼす体内活性酸素の除去が
容易となる。 (4)活性水素は、反応性が高いので、各種の液相水素添
加反応における水素源として、極めて有用である。
【0021】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより一層明確にする。 実施例1 図1に模式的な断面図として示す手法により、電解操作
を行った。すなわち、容量1リットルの電解槽に5%硫酸
水溶液を収容し、Pt陽極(直径0.5mm×長さ30mm)とPd陰
極(表面積1dm2のステンレス鋼金網に厚さ10μmのPdをメ
ッキ)とを用いて、水の電気分解を行った。電気分解時
の条件は、室温、電流密度2A/dm2、電圧8V、時間40分間
であった。
【0022】電解終了後、Pd容積の約500倍の活性水素
を吸蔵したPd電極を取り出し、水洗した後、蒸留水に浸
漬することにより、活性水素水を得た。 実施例2 実施例1と同様にして活性水素を吸蔵させ、水洗し、乾
燥したPd電極を温度15℃、アルゴン圧力2気圧、湿度2
0%の条件下に60日間保持した後、実施例1と同様の条
件下に蒸留水に浸漬して、活性水素水を得た。
【0023】実施例2の結果から、Pd電極に吸蔵された
活性水素は安定しており、Pd陰極が活性水素の貯蔵材料
として有用であることが明らかである。 実施例3 実施例1と同様にして製造した活性水素水を-18℃の製
氷機により凍結した後、6ヶ月間保持した後、解凍した
ところ、実施例1とほぼ同様の活性水素水を得ることが
出来た。 実施例4 蒸留水に代えて市販の装置を用いて製造したアルカリイ
オン水を使用する以外は実施例1と同様にして、活性水
素含有アルカリイオン水を得た。 実施例5 実施例4と同様にして製造したアルカリイオン水を-18
℃の製氷機により凍結した後、6ヶ月間保持した後、解
凍したところ、実施例4とほぼ同様の活性水素含有アル
カリイオン水を得ることが出来た。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による活性水素水製造方法の概要を示す
模式断面図である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】パラジウムまたはパラジウム合金を陰極と
    して、電解質を含む水の電気分解を行った後、陰極を電
    解装置外に取り出し、陰極に吸蔵された活性水素を水中
    に放出させることを特徴とする活性水素水の製造方法。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の方法で得られた活性水素
    水を凍結することを特徴とする活性水素水の保存方法。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の方法で得られた活性水素
    水を凍結してなる氷。
  4. 【請求項4】パラジウムまたはパラジウム合金を陰極と
    して、電解質を含む水の電気分解を行った後、陰極を電
    解装置外に取り出し、陰極に吸蔵された活性水素をアル
    カリイオン水中に放出させることを特徴とする活性水素
    含有アルカリイオン水の製造方法。
  5. 【請求項5】請求項4に記載の方法で得られた活性水素
    含有アルカリイオン水を凍結することを特徴とする活性
    水素含有アルカリイオン水の保存方法。
  6. 【請求項6】請求項4に記載の方法で得られた活性水素
    含有アルカリイオン水を凍結してなる氷。
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