新闻中心

News Center

首页 > 新闻资讯 > 氢知识科普

市面上富氢水杯、吸氢机产氢原理,列举三种氢气生产法!

发布时间:2020-12-25

浏览次数:607

地球上大量的氢元素是与氧化合为水而存在,所以要人工制造氢气,Zui简便的方式就是把水拿来电解以取得氢气。不过要取得纯净无毒害、对身体有用的氢气,其技术十分复杂。

目前市面上常见的氢气技术为镁棒制氢氢氧化钠(或氢氧化钾)水溶液电解制氢以及SPE质子膜纯水电解技术制氢,而富氢水杯、吸氢机等氢健康产品生产厂家也大多是通过这些技术来实现氢水或氢气的制备。下面小氢就这三种氢气生产法为大家做详细的讲解。

方法一:镁棒制氢

市面上有一种氢气美容套装的商品,还有某些包装水素水、水素水杯、富氢水杯,都是利用镁棒制氢的技术来产出氢气或氢水用以氢气呼吸或者氢水饮用。

镁棒制氢的化学原理很简单,就是将活性大的镁加入水中,就会产生氢氧化镁与氢气。反应过程很慢,使用温水的话会加快一些速度

使用金属镁来产生氢的化学方程式(未平衡)

Mg(镁)+H2O水→Mg(OH)2 (氢氧化镁) +H2(氢)

镁制氢虽然简单,不需要精密的技术或设备,却存在严重问题。

首先,这样的制氢方法反应速度较慢,而且不能长时间制氢,其制备的氢气浓度会受到许多因素影响。每次投放镁棒后,都需要等待一段时间,待浓度到达可用的程度,需要多长时间不一定,所以速率不均、氢浓度不定,也不可能连续长时间使用

另外,镁与水反应产生氢气的同时,会有第二产物--氢氧化镁。氢氧化镁会微溶于水,因此饮用镁棒制氢所产生的氢水,会同时喝下部分氢氧化镁。氢氧化镁一般是作为塑料、树脂、橡胶、油漆等材料的阻燃填充物,以及知疗胃酸过多的制酸剂

镁的摄取量,一般建议为每日每人300毫克,过量摄取的话,有造成镁中毒的潜在危害。镁中毒会出现疲劳、腹泻、恶心、肌肉无力、心跳不规则、低血压、意识混乱、呼吸减慢、昏迷等症状。所以[镁制氢]虽然成本、技术低、易普及,但的确是不太理想的方法。

方法二:氢氧化钠水溶液电解法(传统电解法)

目前市面上很大一部分的氢气机、水素水杯,或称为氢水杯、富氢水杯、随行养生杯等,都是利用传统电解法产氢。这种制氢方式非常简单、成本低廉,我们在初中课本上都学过。因此利用传统电解法制氢的产品可以将价格压得很低,但不幸的是,这种方法却有许多致命的问题。

由于纯水极难导电,若是使用纯水,传统方式就是必须在水中加入帮助导电的电解质,一般使用氢氧化钠氢氧化钾。但这可能产生臭氧等衍生气体而有健康隐患。

低端电解氢水杯以便宜、轻便、易携带为诉求,通常建议客人使用过滤水、矿泉水或煮过的自来水,因为这些水里都含有少量矿物质,所以可以导电。其电解产生的是混合气体—包括氧气、氢气及可能出现的氯气与臭氧,还有次氯酸与其他不知名副产品。更糟糕的是,它的电极板就在水里,白金与石墨经过多次电解是会溶解到水里的,如果你喝这种氢水杯的水,那就连这些杂质也喝到肚子里了。

含有余氯的水,电解时阳极除了产生氧气,还有机会让溶在水中呈离子状态的氯,失去电子后成为氯气(Cl2)。氯气具有强烈毒性,接触氯气会引起咳嗽、眼睛不适、严重可能破坏肺部。另外是次氯酸,氯气若溶在水中会反应生成次氯酸(HClO),是一种常见的消毒杀菌剂,也是比氯气更强的氧化剂

在传统电解制氢的过程中,阳极处还可能会产生臭氧(O3)臭氧同样是强氧化剂,也是强烈的杀菌剂臭氧溶入水中,会产生剧毒的氢氧自由基,喝下有臭氧的水,就是直接喝下大量自由基,伤害身体如果吸入臭氧,它还会伤害肺部,过量臭氧会造成肺水肿、急性细支氣管炎,严重时会导致肺出血而死亡。

传统电解制氢的机器还可能有严重的安全问题,许多厂商为了降低成本,并未将电解产生的氢气、氧气做严密的分离,造成氢氧合流,让机器明显存在爆Zha的风险。

综上所述,我们可以得出结论

1. 电解制氢,用纯水较好。这样完全不会产生杂气、杂质;

2. 生成的气体要氢、氧分离;

3. 喝氢水,尽量不要用化学方式制作(如镁制氢水),也不要用低端电解氢水杯。一定要用物理方式制作,电解纯水--产出纯氢、进入水中、到达饱和浓度----才能保证安全、洁净、有效。

方法三:SPE质子膜纯水电解法

SPE质子膜纯水电解法是目前比较先进的生产技术,使用固态高分子电解质的质子交换膜技术,不仅可以电解纯水,而且氢、氧完全分离虽然技术成本高,但它相对的安全、稳定、高效率,可生产极高纯度的氢气,而且使用简便是现阶段家庭保健养生非常适用的纯氢生成方式,比如采用SPE纯水电解技术的家用富氢水机、家用纯氢型吸氢机等设备

具体说到这项技术,其实也就是赫赫有名的氢燃料电池的逆反应。氢燃料电池利用氢气与氧气的混合将化学能转成电能,唯壹的副产物就是干净的水,是干净能源的明日之星。日本对于推行氢燃料电池更是不遗余力,如今已开发出世界第壹台燃料电池车,预计在东京奥运前完成的[氢燃料电池巴士],如今也已上路。

SPE质子膜纯水电解技术与氢燃料电池刚好相反,它是利用纯水与电能来产生氢气与氧气,由于制氢效率高、安全系数高,产出的氢气纯度可达99.9%以上,将会成为未来氢分子保健产品的主流技术。

由于纯水无法导电,需要有各种离子溶于水中帮助导电,但这样一来就会伴随许多有害的副产物。而这个技术是利用高分子质子交换膜作为固态电解质,不需要有离子在水中,反而水的纯度越高越好,除了能保护核芯电池之外,也可以得到超高纯度的氢气,而不会伴随其他副产物。

使用SPE质子膜纯水电解技术来产生氢,纯水会在阳极处将水分子电解成氢离子(H+)与氧气(O2)。

阳极处的反应式(未平衡):H2O(水分子)→H+十4e-十O2

在阳极处产生的氢质子(H+)会溶在水里,透过质子交换膜的牵引到达阴极,并得到电子产生氢气。

阴极处的反应式(未平衡):H+十e-→H2

SPE质子膜纯水电解技术是氢燃料电池的逆反应,能够安全且有效率地产出高纯度氢气。

高分子质子交换膜是气密物质,换句话说,在阳极所产生的氧气,无法通过膜到阴极,因此可以把氧气与氢气做完全的隔绝与分离,避免氢氧合流造成爆Zha的疑虑。

SPE质子膜纯水电解技术的制氢效率极高,有较高的电流密度,通常可达3A/cm²。这样的电流密度是一般传统电解水的5倍之高,因此在相同的产气量下更省电,电极的体积也可以更小、更轻。

通过**的讲解,相信大家已经对这三种方法制氢的原理已经有初步的了解了。这也是大家想尝试富氢水杯、吸氢机等氢健康产品来保健身体之前应该知道的知识,避免真到购买时吃亏上当。总之,前两种方法技术要求不高,成本也较低,因此售价上也比较便宜。而采用安全、高效、产氢纯度极高的SPE质子膜纯水电解技术的氢产品,成本毕竟在那里,自然价格也相对略高一点。

纳诺巴伯吸氢机.jpg

免责声明:本文部分观点内容来源于网络,转载是出于传递更多信息之目的,并不意味着本网站赞同其观点或证实其内容的真实性,我们不对其科学性、有效性等作任何形式的保证。若内容涉及健康建议,仅供参考勿作为健康指导依据。温馨提示:根据《食品药品监督管理条例》,氢气不能替代药物知疗。若内容涉及健康建议,仅供参考勿作为健康指导依据。