[發明專利]一種電解質膜富氫空氣制備裝置

在審

• 申請號: 202110962354.4
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN113802134A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 綦戎輝;張立志
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C25B9/19
• 分類號: C25B9/19;C25B11/031;C25B15/023;C25B15/02;C25B1/042
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

本發明公開了一種電解質膜富氫空氣制備裝置，包括控制電路、內腔室以及設置在內腔室上的電解質膜電極，內腔室用于填充空氣或其他不與氫氣反應的氣氛，定義內腔室外為環境側，所述環境側向外界環境敞開，電化學反應產生的氧直接排至外界環境；電解質膜電極包括電解陽極板、電解質膜和電解陰極板，電解陽極板位于環境側，電解陰極板位于內腔室，電解質膜電極和電解陰極板分別與控制電路的正極和負極連接，工作時，在電解陽極板上發生電解水反應，在電解陰極板上發生析氫反應。該裝置利用電解質膜兩側的電化學反應制備富氫空氣，無需水源，無純氫產生，安全可靠；電化學反應產生的氧排至外界環境，不會導致因氧化作用而產生任何毒副作用。

技術領域

本發明屬于一種制備富氫空氣的技術領域，尤其涉及一種電解質膜富氫空氣制備裝置。

背景技術

隨著科技的發展和生活品質的不斷提高，科學家和制造商們越來越多地注意到了富氫空氣在食品或鮮切花保鮮、富氫食品制備及人體保健等領域的應用。氫氣是一種雙原子氣體分子，無色透明，無臭無味，具有巨大的工業和能源價值?？茖W研究表明，多種果蔬或鮮花在倉儲運輸及貨架期間存在乙烯釋放量上升、內源氫氣產生下降等現象，會加快果蔬的腐??；而外加低濃度氫氣或使用富氫水可通過調節機體抗氧化性以延長果蔬等的儲存周期。另外，醫學研究證明，人體呼吸氧氣與攝入各類營養物質產生所需能量的同時，還會產生過多的活性氧自由基，很可能是誘發人體疾病的根源。而低濃度氫分子進入人體后形成活性氫，與活性氧自由基發生中和反應，可減少活性氧自由基的數量從而起到醫療保健作用。因此，低濃度氫氣有望成為果蔬保鮮及人體保健的新手段之一。而現有技術中以電解方式制備富氫水較多。中國授權專利CN102408147B公開了一種富氫水的制作方法，中國授權專利CN106086927 B公開了一種富氫食品制備機，其原理均為在密閉容器中以電解水方式制氫并再加入水中，但產水效率較低(典型的，得到的富氫水氫氣含量最高只有1.65ppm)，且排出的多余氫氣存在燃燒、爆炸隱患。由于更高的氫氣含量及無需水源，富氫氣也受到了越來越多的關注。中國專利申請CN107373279A公開了一種將氫氣與二氧化碳、水蒸氣和氧氣混合用于天麻保鮮的方法，中國專利申請CN111406789A公開了一種將氫氣與二氧化碳等混合用于禽蛋保鮮的方法，但這些方法成本較高、設備復雜，且氫氣瓶運輸過程中容易逸散、安全隱患大。

現有技術中尚未出現基于電解質膜制備富氫空氣并應用于果蔬保鮮、人體保健等領域的相關研究，不能滿足日常生活中人們對富氫空氣的需求。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提出了一種基于電解質膜的富氫空氣制備裝置，利用電化學反應安全、便攜地制備富氫空氣，裝置結構簡單緊湊，采用2～6V低壓直流電驅動，無需排出或運輸純氫，無任何安全隱患及毒副作用。

為了實現本發明目的，本發明提供的一種基于電解質膜的富氫空氣制備裝置包括一種電解質膜富氫空氣制備裝置，包括控制電路、內腔室以及設置在內腔室上的電解質膜電極，內腔室用于填充空氣或其他不與氫氣反應的氣氛，

定義內腔室外為環境側，所述環境側向外界環境敞開，電化學反應產生的氧直接排至外界環境；電解質膜電極包括電解陽極板、電解質膜和電解陰極板，電解陽極板位于環境側，電解陰極板位于內腔室，電解質膜電極和電解陰極板分別與控制電路的正極和負極連接，工作時，在電解陽極板上發生電解水反應，在電解陰極板上發生析氫反應。

電解陽極板設置于環境側，運行時控制電路連通，電解環境空氣中的水蒸氣產生氫質子及氧氣，氫質子穿過電解質膜到達電解陰極板，氧氣排出至外界環境；氫質子于電解陰極板處發生析氫反應產生富氫氣體，可直接或通過氣體循環裝置(可選)應用于果蔬保鮮、人體保健等領域。

進一步地，還包括外殼，環境側、電解質膜電極和內腔室均設置在外殼內。