RU101648U1 - Линия по получению биологически активной питьевой воды с пониженным содержанием дейтерия - Google Patents
Линия по получению биологически активной питьевой воды с пониженным содержанием дейтерия Download PDFInfo
- Publication number
- RU101648U1 RU101648U1 RU2010121318/05U RU2010121318U RU101648U1 RU 101648 U1 RU101648 U1 RU 101648U1 RU 2010121318/05 U RU2010121318/05 U RU 2010121318/05U RU 2010121318 U RU2010121318 U RU 2010121318U RU 101648 U1 RU101648 U1 RU 101648U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- deuterium
- electrolyzer
- fuel cell
- electrolysis
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Линия по получению биологически активной питьевой воды с пониженным содержанием дейтерия, содержащая электролизер, осушитель электролизных газов, преобразователь электролизных газов в воду, конденсатор паров воды и сборник обедненной дейтерием воды, отличающаяся тем, что электролизер содержит блок биполярных электродов, покрытых с анодной стороны серебряным покрытием, а с катодной - покрытием из никеля Ренея, осушитель заполнен регенерируемым водопоглощающим веществом, при этом линия снабжена разделителем газовой смеси, содержащим паладиево-серебряную мембрану, установленным между осушителем и топливным элементом, а преобразователь электролизных газов в воду выполнен в виде низкотемпературного водород-кислородного топливного элемента с ионообменными мембранами, причем топливный элемент электрически соединен с электролизером для частичной компенсации энергозатрат в процессе электролиза, кроме того сборник обедненной дейтерием воды одновременно служит и минерализатором.
Description
Заявленное техническое решение относится к области получения биологически активной питьевой воды с пониженным содержанием в ней дейтерия путем ее изотопного разделения на обедненную и обогащенную дейтерием фракции.
Вода с точки зрения химии является веществом, состоящим из молекул Н2О. В природе совершенно чистой воды не бывает, она всегда содержит механические, химические и биологические примеси.
Молекула Н2О состоит из двух элементов, каждый из которых представляет собой смесь изотопов. Водород в природе представлен двумя стабильными изотопами:
- протием (обозначение 1H или Н)
- дейтерием (обозначение 2Н или D).
Естественное содержание изотопов 1Н и 2H в природных объектах составляет 99,985 и 0,015%. Легкая (обогащенная Н или обедненная D) вода обладает высокой биологической активностью. Употребление легкой воды приводит к нормализации углеводного и липидного обмена, коррекции веса, выведению шлаков и токсинов из организма и т.д. Результатами клинических испытаний доказано [Лобышев В.Н., Калиниченко Л.П. Изотопные эффекты D2O в биологических системах. М.: Наука, 1978.], что при употреблении такой воды повышается работоспособность, физическая активность, выносливость и сопротивляемость организма.
Известно, что в легкой воде изменяется скорость протекания химических реакций, сольватация ионов, их подвижность и т.д. Легкая вода оказывает стимулирующее действие на живые системы, существенно повышает их активность, жизнестойкость к различным негативным факторам, репродуктивную деятельность, улучшает и ускоряет обмен веществ. Для сельскохозяйственных культур действие легкой воды проявляется в повышении всхожести и урожайности, для человека - в оздоровительном эффекте. Реакция биосистем при воздействии на них воды, может изменяться в зависимости от количественных и качественных изменений изотопного состава воды. Применение воды с повышенной концентрацией тяжелых изотопов, в частности дейтерия, вызывает выраженные токсические эффекты на уровне организма, ограничивая возможность ее использования в лечебно-профилактических целях [Kushner D.J., Baker F., Dunstall T.G. Can. J. Physiol. Pharmacol. 1999, Feb.77 (2): 79-88].
В то же время на разных объектах зарегистрирована положительная биологическая активность вод, полученных с помощью различных технологических процессов, относящихся к категории изотопно-легких, со сниженной в той или иной мере по сравнению с исходной концентрацией дейтерия. Т.е. количественные и качественные показатели изотопного состава воды существенным образом отражаются на ее эффективности при использовании воды в качестве растворителя или ингредиента. Поэтому очевидна необходимость в зависимости от целей применения регулирования изотопного состава воды, употребляемой человеком для технологических процессов, питья, в составе лекарственных, косметических, гигиенических, парфюмерных средств и т.д.
Уровень техники получения изотопно-легкой воды представлен рядом патентов: RU №№2031085, 2091335, 2091336 и др. Известен также ряд физико-химических методов изменения изотопного состава водорода, входящего в состав воды [Андрееев Б.М. и др., Разделение стабильных изотопов физико-химическими методами. Москва: Энергоатомиздат. 1982. сс.44-49, 68-69, 75-79].
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является патент RU №2182562. Согласно прототипу устройство для получения биологически активной питьевой воды с пониженным содержанием дейтерия, содержащее электролизер с твердым ионообменным электролитом, зажатым между пористыми анодом и катодом, преобразователь электролизных газов в воду, конденсатор паров воды и сборник бездейтериевой воды, отличается тем, что оно дополнительно снабжено реактором изотопного обмена D2/Н2О, расположенным между электролизером и преобразователем электролизных газов, осушителем кислорода от паров воды и кондиционером воды, при этом реактор изотопного обмена содержит гидрофобизированный и промотированный катализатор на носителе из активного угля, содержащем 4-10% фторопласта и 2-4% палладия или платины, а стенки реактора и осушителя кислорода выполнены из ионообменных мембран, причем осушитель кислорода содержит ионообменный катионит, а кондиционер представляет собой фильтр с зажатым слоем ионообменных материалов, адсорбента и минерализатора, содержащего гранулированные кальций-магнийсодержащие карбонатные материалы. При этом в качестве кальций-магнийсодержащих карбонатных материалов используют доломит.
Недостатками описанного устройства являются:
- наличие ионообменных мембран в электролизере приводит к увеличению омического сопротивления электролизера, и к увеличению затрат электроэнергии в несколько раз, а затраты электроэнергии составляют 80-90% от себестоимости производимого продукта [Федотьев Н.П. и др. Прикладная электрохимия. Л.: Химия 1967. с.346.], что приводит к повышенной себестоимости получаемого продукта.
- использование электродов из титана, промотированного платиной, обладающих низким коэффициентом разделения дейтерия и высокой поляризацией электродных процессов приводит к низкой степени обеднения воды дейтерием, а также излишне высокому напряжению на электролизере; т.е. к повышенным энергозатратам.
- платина, которой промотированы титановые электроды является дорогостоящим драгоценным металлом;
- производительность по воде со сниженными концентрациями дейтерия у прототипа составляет всего 50 мл в час, что возможно достаточно для условий, когда требуется получение продукта в небольших количествах, но недостаточно при промышленном производстве.
Технической задачей заявляемого решения является:
1. Снижение затрат электроэнергии в процессе производства воды обедненной изотопом дейтерия, а следовательно уменьшение себестоимости по сравнению с аналогами и прототипом.
2. Повышение эффективности разделения изотопов водорода за одну стадию, качества получаемого продукта и уменьшение энергозатрат в процессе электролиза.
3. Удешевление способа за счет использования при электролизе более дешевых и эффективных электродных материалов.
Для решения технической задачи предлагается линия по получению биологически активной питьевой воды с пониженным содержанием дейтерия, которая включает электролизер, осушитель электролизных газов, преобразователь электролизных газов в воду, конденсатор паров воды и сборник обедненной дейтерием воды. При этом электролизер содержит блок биполярных электродов покрытых с анодной стороны серебряным покрытием, а с катодной - покрытием из никеля Ренея, осушитель заполнен регенерируемым водопоглощающим веществом и линия дополнительно снабжена разделителем газовой смеси, содержащим паладиево-серебряную мембрану, установленным между осушителем и топливным элементом, а преобразователь электролизных газов в воду выполнен в виде низкотемпературного водород-кислородного топливного элемента с ионообменными мембранами, причем топливный элемент электрически соединен с электролизером для частичной компенсации энергозатрат в процессе электролиза, кроме того сборник обедненной дейтерием воды одновременно служит и минерализатором.
На Фиг.1 схематически изображена линия по получению биологически активной питьевой воды с пониженным содержанием дейтерия.
Линия содержит блок питания 1 электрически связанный с электролизером 2, выход которого соединен газовым трубопроводом с входом осушителя 3, также соединенного газовым трубопроводом с разделителем газовой смеси 4, который соединен кислородным и водородным трубопроводами с топливным элементом 5. Топливный элемент 5 электрически соединен с электролизером 2. Выход топливного элемента 5 соединен жидкостным трубопроводом со сборником обедненной дейтерием воды 6, являющимся также минерализатором
Работа линии осуществляется следующим образом.
Переменный трехфазный ток внешней электрической сети преобразуется в постоянный блоком питания 1 и поступает на электролизер 2 куда подается и дистиллированная вода. Образовавшаяся в электролизере 2 смесь кислорода и обедненного дейтерием водорода для предотвращения обратного изотопного обмена водорода с парами воды поступает по газовому трубопроводу в осушитель 3, где осушается регенерируемым водопоглощающим веществом. Далее осушенная газовая смесь поступает в разделитель газовой смеси 4, где разделяется на водород и кислород на газодиффузионной палладиево-серебряной мембране. Затем разделенные газы поступают по разным трубопроводам к электродам топливного элемента, где электрохимически преобразуются в воду. Образовавшаяся на ионообменной мембране топливного элемента вода поступает в сборник обедненной дейтерием воды 6, где подвергается минерализации, путем растворения заранее внесенной порции смеси растворимых солей с необходимым для получения питьевой воды составом. Постоянный ток, генерируемый на электродах топливного элемента подается на вход электролизера 2 для компенсации части энергозатрат процесса электролиза.
Из приведенного описания работы линии видно, что за счет обратной связи осуществляется рекуперация (до 70%) первоначально использованной электроэнергии, что следует из максимально возможного коэффициента преобразования химической энергии в топливном элементе [В.Фильштих / Топливные элементы, М. Мир, 1968 с.6]. Использование в электролизере биполярных электродов с предложенными покрытиями обеспечивает получение легкой воды с более низким содержанием дейтерия, а также снижение поляризации электродных процессов, что приводит к уменьшению прямых энергозатрат процесса электролиза [В. Фильштих / Топливные элементы, М. Мир, 1968 с.388].
Кроме того использованные в процессе электролиза электродные материалы более дешевые и устойчивые в процессе электролиза чем в прототипе и позволяют получать в одностадийном процессе электролиза воду в несколько раз более обедненную дейтерием [В.Фильштих / Топливные элементы, М. Мир, 1968 с.388], что делает ее существенно биологически активнее.
Таким образом, предлагаемая линия по получению биологически активной питьевой воды с пониженным содержанием дейтерия позволяет более эффективно, чем в прототипе получать более качественный продукт при меньших материальных и энергетических затратах
Claims (1)
- Линия по получению биологически активной питьевой воды с пониженным содержанием дейтерия, содержащая электролизер, осушитель электролизных газов, преобразователь электролизных газов в воду, конденсатор паров воды и сборник обедненной дейтерием воды, отличающаяся тем, что электролизер содержит блок биполярных электродов, покрытых с анодной стороны серебряным покрытием, а с катодной - покрытием из никеля Ренея, осушитель заполнен регенерируемым водопоглощающим веществом, при этом линия снабжена разделителем газовой смеси, содержащим паладиево-серебряную мембрану, установленным между осушителем и топливным элементом, а преобразователь электролизных газов в воду выполнен в виде низкотемпературного водород-кислородного топливного элемента с ионообменными мембранами, причем топливный элемент электрически соединен с электролизером для частичной компенсации энергозатрат в процессе электролиза, кроме того сборник обедненной дейтерием воды одновременно служит и минерализатором.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010121318/05U RU101648U1 (ru) | 2010-05-25 | 2010-05-25 | Линия по получению биологически активной питьевой воды с пониженным содержанием дейтерия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010121318/05U RU101648U1 (ru) | 2010-05-25 | 2010-05-25 | Линия по получению биологически активной питьевой воды с пониженным содержанием дейтерия |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU101648U1 true RU101648U1 (ru) | 2011-01-27 |
Family
ID=46308670
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010121318/05U RU101648U1 (ru) | 2010-05-25 | 2010-05-25 | Линия по получению биологически активной питьевой воды с пониженным содержанием дейтерия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU101648U1 (ru) |
-
2010
- 2010-05-25 RU RU2010121318/05U patent/RU101648U1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5258241A (en) | Rebalance cell for a Cr/Fe redox storage system | |
US9062382B2 (en) | Electrolytic cells and methods for the production of ammonia and hydrogen | |
US10364503B2 (en) | Medical gas-liquid supply system | |
CN103668311B (zh) | 用于电催化还原co2至甲酸的催化电极、应用及电催化还原二氧化碳至甲酸的方法 | |
US7909980B2 (en) | Process for the production of hydrogen | |
JP3432778B2 (ja) | 活性酸素消去剤の濃縮液、その製造方法および活性酸素消去剤パウダー | |
WO2014035919A2 (en) | Gas sparging for transport of dissolved species through a barrier | |
RU2438766C1 (ru) | Способ получения биологически активной питьевой воды с пониженным содержанием дейтерия | |
RU101648U1 (ru) | Линия по получению биологически активной питьевой воды с пониженным содержанием дейтерия | |
RU97994U1 (ru) | Линия по получению биологически активной питьевой воды с пониженным содержанием дейтерия | |
RU134442U1 (ru) | Линия электролитического получения воды с пониженным содержанием дейтерия | |
Amikam et al. | Capacitive-faradaic fuel cells (CFFCs) for ion separation: Macro-scale configurations and polarization mechanism | |
RU128127U1 (ru) | Линия по получению воды с пониженным содержанием дейтерия | |
RU2182562C2 (ru) | Способ получения биологически активной питьевой воды с пониженным содержанием дейтерия и устройство для ее получения | |
RU2438765C1 (ru) | Способ получения биологически активной питьевой воды с пониженным содержанием дейтерия | |
CN108474123A (zh) | 过氧化氢生成装置 | |
RU2521627C1 (ru) | Способ получения воды с пониженным содержанием дейтерия | |
RU2548442C1 (ru) | Способ получения обедненной дейтерием воды | |
Greenbaum | Kinetic studies of interfacial photocurrents in platinized chloroplasts | |
JP3615814B2 (ja) | 硝酸性及び/又は亜硝酸性窒素の除去方法及び装置 | |
JP3920737B2 (ja) | 硝酸性窒素の処理方法および処理装置 | |
JP2020126712A (ja) | 水電池、水電池用活性化水の製造方法、水電池の連続使用方法 | |
RU138803U1 (ru) | Линия по получению обедненной дейтерием воды | |
JP6847477B1 (ja) | 電解水製造装置及びこれを用いる電解水の製造方法 | |
JP7164882B2 (ja) | 水素同位体が濃縮された水または水溶液の製造方法、水素同位体濃度が低減された水素ガスの製造方法及び製造装置 |