电解水

电解水（brine electrolysis）或氧化电位水（EOW electrolytic oxidation reduction potential water）它是在含有低浓度电解质的液体中通入一定的DC电流后，阴极和阳极之间发生电化学反应的产物。根据用于电解水的电解装置、电解质和电解条件不同，电解水可分为酸性电解水、弱酸性电解水、碱性电解水和中性电解水。

电解水的概念起源于日本1931年，日本开发了世界第一个电解水发生器来调节水的pH值电解水是一种强大的多功能抗菌剂，用于医学、它广泛应用于农业和食品工业。

电解水的概念起源于日本1931年，日本开发了世界首先用电解水发生器来调节水的pH值，然后开始研究电解水对动植物的影响后来证实电解水能有效促进动植物的生产和发育，还能防治人类疾病。

1966年，日本厚生劳动省正式批准饮用电解水，并将电解水装置作为医疗器械使用。1994年，日本成立了功能水研究委员会，由医学方面成立、由农业和工程专家组成的第三方科研机构进一步研究了电解水1999年3月，日本厚生劳动省再次确认了碱性电解水的效果，电解功能水开始了广泛的研究、认识和应用，从那时起，电解水已被引入市场的各个国家，并在欧洲、美国等国家进步很大。

1994年前后，中国开始在这一领域进行攻关，联合中国 中国幅员辽阔、鉴于水质差异大，污染严重，更适合中国的电解水机 美国的国情已经研制生产出来，并取得了初步的成功；1999年，中国功能水研究促进会在北京成立；2001年，第一届会议“亚太国际功能水论坛”在昆明举行；中国已有蓝态、美菱等数十家企业专业生产家用电器和饮水机。

电解水是一种含有低浓度电解质的液体，在施加一定的DC电流后，通过阴极和阳极的电化学反应生成。由于制备方法或条件的不同，电解水可分为酸性离子水和碱性离子水，两者的理化性质明显不同。

酸性离子水是一种无色透明的液体，有轻微的氯气味，其氧化还原电位（ORP)≥ 1100mV, pH at 2.0～3.0，有效氯含量一般为30 ~ 70毫克/L。主要成分是有效氯和活性氧，其中有效氯包括CI-，HCIO、CIO-活性氧包括H2O2、O3和·哦等等，但活性氧的存在形式尚不清楚。室温下的酸性离子水、密闭、避光条件下稳定，室温暴晒条件下不稳定，可自行分解为自来水，不宜长期保存，最好现配。

碱性离子水的pH值为8.3～8.电导率为100～200μss/Cm富含钙、镁、钠、钾、锌和其他对人体健康有益的矿物质。其氧化还原电位（ORP）它是否定的，可还原的。

电解水有三个主要的物理性质，即有效氯的浓度（ACC）PH值和氧化还原电位(ORP)它们也是影响电解水抗菌效果的三个主要因素电解水的三个主要因素相互影响，随着时间和温度的变化而变化。

pH值在各种氯物质的形成中起着重要的作用当酸性增加到碱性时，电解水的有效氯浓度和氧化还原电位显著降低。不同温度下产生的电子流有不同的有效氯浓度，有效氯浓度随储存时间的增加而降低。

反应机理

用于电解水的电解池通常由三部分组成：电解质、阴极和阳极。析氢（HER）催化剂和析氧（OER）催化剂分别涂覆在阴极和阳极表面，以加速水的电解。施加到电极上的外部电压被用作驱动力，以将水分子分解成氢气和氧气。氢可以作为燃料储存，氧可以释放到大气中。因此，水分解反应可以分为两个半反应：水还原反应（析氢反应）和水氧化反应（析氧反应）

电化学HER过程包括三个可能的主要步骤第一步是Volmer反应，质子与电子反应生成吸附在电极材料表面的氢原子。质子源分别是酸性电解质和碱性电解质中的水合氢离子和水分子。H2可以通过Heyrovsky反应Tafel反应或两者形成。在Heyrovsky步骤中，另一个质子扩散到氢原子中，然后与第二个电子反应生成H2。在塔菲尔步骤中，两个相邻的氢原子在电极表面结合产生H2。析氧反应是电解水反应的阳极半反应。在酸性条件和碱性条件下，电解水反应的阴极和阳极是不同的。

电解水技术

最成熟的电解水技术是碱性槽电解水技术（AEC）另外三种工艺是：质子交换膜电解水技术（PEMEC）固体氧化物电解水技术

电解水

生产:生产条件：由电解离子水机制备而成，电解离子水机由净化装置组成、矿化装置和电解池。一般有四五个滤镜，前面三个，机器内置一个内置滤芯为椰壳纤维活性炭滤芯。生产过程如下将少量硫酸钠溶解在自来水中，然后将水放入用阳离子交换膜隔开阳极和阴极电极板的电解槽中，用高压电流电解水即可产生，阳极的氧化反应生成强酸性水，阴极的还原反应生成强碱性水。影响产品质量的因素：一个是进水速度，会影响产品质量不同进水速度产生的电解水的ORP值、有效氯含量和pH值会发生变化。在其他条件不变的情况下，进水速度变慢，ORP值会增大、pH降低、有效氯含量增加。二是进氯化钠量：在进水流量不变，改变氯化钠用量的情况下，酸性氧化电位水的水质也会受到影响。水中氯化钠含量为10g/l，ORP值随着进水的增加而增加、pH降低、有效氯含量增加。

根据用于电解水的电解装置、电解质和电解条件不同，电解水可分为酸性电解水、弱酸性电解水、碱性电解水和中性电解水。

酸性电解水：主要成分是次氯酸，其pH值约为2.2~2.7氧化还原电位大于1100mV，有效氯浓度为20~60ppm，可灭活大部分致病菌，是一种杀菌作用很强的医用产品。

弱酸性电解水：它无色无味，pH值约为5.0~6.5氧化还原电位大于850mV，有效氯浓度为10~30ppm用作食品设备的杀菌剂，杀菌效果好，不影响食品的口感和香味，其杀菌作用比酸性电解水更稳定。

碱性电解水：它产生于电解槽的阴极，pH值约为10~13，氧化还原电位大于800 ~ 900毫伏，有效氯浓度为80~100ppm杀菌效果差，但能预防疾病或促进健康，显著改善胃肠道症状，抑制口腔内厌氧菌生长。

中性电解水：它的pH约为7.0~8.氧化还原电位大于700～900mv，有效氯浓度为30～200 ppm与酸性电解水相比，制造成本更低，对人体危害更小，成为一种新的类型、有潜力的消毒剂。

以50ml/对小鼠进行了kg体重电解水急性经口毒性试验，未发现中毒症状，实际无毒；家兔皮肤创面滴药，每日1次，连续5天，进行皮肤刺激性和皮肤累积刺激性实验伤口无变化，以小鼠足为对象，每天30次（一次泡1530秒）的反复用药试验（3个月），皮肤血液学的变化、生物化学、组织病理学观察显示小鼠皮肤和身体无异常；在每周三次将电解水注入土拨鼠皮肤后，没有观察到皮肤出现问题（水肿、红斑）变化；将电解水滴入兔眼72小时后，观察兔角膜、虹膜、结膜等未见变化。在取自人、小鼠、在田鼠细胞培养液中加入电解水12小时后，结果表明高浓度电解水对细胞增殖有轻度抑制作用，高浓度以下无变化，被认为比其他常用消毒剂毒性小。将含有代谢活性物质的氧化电位水直接加入到哺乳动物培养细胞中，并在中期细胞上积累染色体异常进行了调查，结果显示没有变化。

健康的成年男性和女性志愿者经常使用电解水来研究其安全性，并且使用了从几个装置产生的电解水（有效氯浓度为20和40毫克/L）用流水洗手，每天15次，每次2分钟，洗完不用护肤连续测试5天后，皮肤科医生发现略干、红斑手纹消失等轻微损伤，但测试后几乎都很快恢复。如果你有适度的护肤，每周停用氧化电位水1 ~ 2天，就不会出现上述情况。上述安全性试验表明，酸性氧化电位水具有较高的安全性。

饮用水

电解槽以活性炭为过滤层，对自来水进行过滤净化，达到国家饮用水标准，然后电解生成两种活性水，即电解水。集中在阴极，碱性电解水流出（供饮用）酸性电解水集中在阳极流出。当电流通过水时，在阳极形成氧气，在阴极形成氢气；带电子的离子在阳极产生，而带正电荷的离子移动到阴极，将矿物钙溶解在水中、镁、钾、钠和其他带正电的离子在阴极形成，可饮用的碱性水就形成了。

医学

酸性电解水的抑菌效果显著抑制所有细菌的存活，细菌存活率与氧化还原电位和时间呈负相关，而弱酸性电解水的杀菌效果优于酸性电解水。弱酸性电解水作为刺激物较少、更安全的消毒剂已应用于皮肤伤口消毒、口腔黏膜消毒、根管冲洗口腔护理等医疗卫生领域。

食品工业

电解水被用作切割工具的消毒剂，家禽尸体的抗菌剂，以及肉类工业中的鸡蛋消毒。在水果和蔬菜加工业中，莴苣梨、桃子、豆芽、苹果、西红柿、草莓及其各自的加工设备用电解水消毒。酸性电解水能有效去除食源性致病菌，有效去除果蔬表面的农药残留，有效抵御果蔬体内双倍的抗药性、减轻果蔬低温贮藏中的冷害，抑制鲜切果蔬的褐变。

农业

酸性电解水在农业上对育种有积极作用，比如浸泡荞麦种子、发芽和洗芽时，使用酸性电解水可以使荞麦芽自然发霉、酵母菌等细菌数量减少，对荞麦种子和芽有很好的消毒作用，对荞麦芽的生长几乎没有不良影响。

制备氢气

电解水制氢技术主要包括碱性电解水、质子交换膜电解水和固体氧化物电解水。与其他两种技术相比，碱性电解水制氢是我国现阶段最成熟的电解制氢技术，成本较低、寿命精度和可靠性优势明显；质子交换膜电解水制氢具有体积小响应速度快更环保等优点，但成本较高；固体氧化物制氢能有效利用蒸汽，适用于核电站等特定场合，但存在寿命短的问题。

制备氧气

电解水制氧是指在电解质溶液中插入两个电极，在电极之间给予足够的电位后，在每个电极周围发生化学反应。在阳极OH-氧气是由氧化反应产生的电解水制氧的优点是氧气纯度可以达到99.9%生产规模可大可小，生产过程无污染。

主要用于以下场合：

1）用于需要高纯氧的场合，如食品工业、医药工业、医疗行业等；

2）潜艇的供氧；

3）空间站供氧；可与燃料电池结合使用；

4）火焰焊接或切割。

除垢

电解水处理设备用于除垢时，电解水处理设备一般作为旁路管道装置加入到循环冷却水管道中，与循环冷却水管道并联运行。当循环冷却水流经电解水处理设备时，水中的部分碳酸钙沉积在阴极板上只要定期清除阴极板上的这些碳酸钙沉积物，就能有效降低旁路部分循环冷却水的硬度和碱度。