[發明專利]一種利用石墨烯高效制氧及富氫離子水的設備

有效

• 申請號: 201710094214.3
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN107083557B
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 何雪麗
• 申請（專利權）人: 鑑道生命科技有限公司
• 主分類號: C25B1/10
• 分類號: C25B1/10
• 代理公司: 廣州勝沃園專利代理有限公司 44416
• 代理人: 張帥

本發明公開一種利用石墨烯高效制氧及富氫離子水的設備，包括至少一個氫氧發生器單元串聯組成，每一氫氧發生器單元包括固定設置在箱體內的正極板和負極板、設于所述正極板和負極板之間的質子交換膜，從而將箱體分隔為儲水腔、氫氣生成腔及氧氣生成腔；正極板、負極板對應連接電源的正負極，正極板、負極板上均設置有催化劑層，催化劑層為表面噴涂石墨烯的碳纖維層；儲水腔設有進水口和出水口；經由進水口進入儲水腔的水在正極板的催化劑層作用下發生電化學反應，生成的氧氣進入所述氧氣生成腔；生成的氫離子在電場的作用下穿過質子交換膜，與游離的電子發生結合生成氫原子，并在負極板上的催化劑層作用下形成氫氣進入氫氣生成腔；經反應后形成的富氫水從出水口排出。

技術領域

本發明涉及電解水制氫氧技術領域，尤其涉及一種利用石墨烯高效制氧及富氫離子水的設備。

背景技術

氧氣是生命中不可缺少的氣體元素，在生命過程中需要氧來參與各種各樣的代謝活動，適當提高環境中氧氣的濃度對身體是大有好處的。通常我們把環境中氧氣的濃度由21％提高到23％～25％之間，但不能高于25％，這樣的話可以提高氧分壓，增加組織細胞利用氧的能力，提高人體新陳代謝。

傳統的制氧機大多體積比較龐大，使用比較麻煩，使用壽命也受到電子元器件的影響。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種利用石墨烯高效制氧及富氫離子水的設備，結構簡單，能有效提高電解水制氫氧效率。

為實現上述目的，本發明實施例提供了利用石墨烯高效制氧及富氫離子水的設備，包括至少一個氫氧發生器單元串聯組成，每一所述氫氧發生器單元包括固定設置在箱體內的正極板和負極板、設于所述正極板和負極板之間的質子交換膜，從而將箱體分隔為儲水腔、氫氣生成腔及氧氣生成腔；所述正極板、負極板對應連接電源的正負極，所述正極板、負極板上均設置有催化劑層，所述催化劑層為表面噴涂石墨烯的碳纖維層；所述儲水腔設有進水口和出水口；

經由所述進水口進入所述儲水腔的水在所述正極板的催化劑層作用下發生電化學反應，被電解分為氧氣、氫離子和游離的電子，生成的氧氣進入所述氧氣生成腔；生成的氫離子在電場的作用下穿過所述質子交換膜，與游離的電子發生結合生成氫原子，并在所述負極板上的催化劑層作用下形成氫氣進入所述氫氣生成腔；經反應后形成的富氫水從所述出水口排出。

作為上述方案的改進，所述催化劑層由每根直徑為100nm的石墨烯碳纖維絲構成。

作為上述方案的改進，在每一所述氫氧發生器單元容量為200～300ml的情況下，每一所述催化劑層由3～5萬根所述石墨烯碳纖維絲排列構成。

作為上述方案的改進，所述氫氣生成腔的寬度小于2毫米，在頂端設有氫氣出口。

作為上述方案的改進，所述氧氣生成腔的頂端設有氧氣輸出口。

作為上述方案的改進，所述正極板上設置第一接線端子以與外界的電源正極連接；所述負極板上設置第二接線端子以與外界的電源負極連接。

作為上述方案的改進，所述儲水腔的頂端設置的所述進水口與進水管路相連，底端設置的所述出水口與出水管路相連。

作為上述方案的改進，所述電源采用脈沖式的直流電源供應器，利用頻率調變激發電極板的水分子，使水分子在電解過程形成共振電解。

與現有技術相比，本發明公開的利用石墨烯高效制氧及富氫離子水的設備通過采用表面噴涂石墨烯的碳纖維層作為電解水制氫氧的高效催化電極材料，能有效提高電催化劑的導電性，加快電化學過程中電荷傳遞速率，大大降低該催化劑在電解水制氫反應中的過電位，可顯著催化電解水析氧反應和析氫反應，有利于生成的氫氧氣和電解質的擴散，降低電催化過程中的傳質阻力，極大地提高了電催化制氫氧活性及穩定性，從而提高電解水制氫氧效率。而且本發明提供的利用石墨烯高效制氧及富氫離子水的設備結構簡單，能夠最低的能耗制造氫氣、氧氣的同時產生有用的富氫水供使用。