电解水机(Water-Ionizer)是依据电化学与电解原理,采用钛白金(铂)素材或其它合金材质作为电解槽之电极板,其间配置陶瓷离子分离膜的透析与分离作用。依操作需要,电解槽使用钛白金电极板的片数(或换算成电极板总面积)已发展至“3极2槽”、“5极4槽”、“7极6槽”以至“9极8槽”。
电解水机电解槽之构造与材质,甚至应用于管路水道自来水源之电解模式,都有别于传统之电池与电解水操作实验(制备氢气及氧气)。依电解水质之机能需求,一般分为“饮用碱性离子水”、“外用或环保杀菌用酸性离子水”以及“特别成分的离子水”。电解水机之功率输出、操作面板及特殊设计都有相当成熟的技术产品推陈出新。
电解槽内电极板之间配置离子膜,在电解槽内电极板之负极可以制备出溶存水合阳离子的水溶液,通称为电解碱性离子水。
依据法拉第电解定律:普通自来水之主要内溶物为中性盐硫酸钙成分,经过一定直流电功率及时间电解,硫酸钙成分相当比例被电解分离析出,阳(钙)离子向负极析出并吸引氢氧根离子靠近,水溶液因此呈碱性。
电解功率愈强,电解时间(电解板之面积愈大或流量愈小)愈长,及阳离子之活性等因素影响,碱性离子水之pH值愈高,水合阳(钙)离子之浓度则愈高。
同理,电解前水溶液如溶存氯盐(氯化钠)成分,电解析出之阳离子则为水合钠离子。
电解前水质如改为氯化钠当成主要电解质成分,其浓度仅需约200mg/L,透过较强电解模式,在电极之正极即可以制备出溶存次氯酸离子的较强酸性离子水溶液。
由于酸性在pH值约等于2.7附近,酸性水之正电位(ORP)出现急剧拉升现象,可以达到+1000 mv以上,这种特殊的酸性离子水经过日本多方单位研究结果,证实具有相当能力的杀菌作用。
应用在农业虫害防治、食品器具环境消毒、皮肤外伤消炎镇痛杀菌等方面都有一定的功效,因此得到极力重视和发展。
电解标的-硫酸钙/氯化钠水溶液“电解率”是饮用电解水机电解水之。在特制的电解槽体中,二电极板间距仅约为3mm,并且在其中间配置“离子透析薄膜”;利用水流给水模式,施以相当电解功率,使得净化自来水中之导电性溶质,例-硫酸盐,一定比例被电解分离,这样带正负电荷离子,例-钙离子/硫酸根离子…被电解分离的比例,称之为“电解率”。
此电解率主要受电解功率、电解时间、电解质元素的活性等因素影响,大致符合化学-法拉第电解定律。
以硫酸盐为例,元素钙与钠的活性相当,硫酸钙之电解率略大于氯化钠。元素钾之活性远大于钠,氯化钾之电解率远大于氯化钠。
依据法拉第电解定律:同样直流电压,电解消耗电流愈强,电解率愈高。同样电压及电流,电解时间愈长,电解率愈高。如以电解生成之碱性离子水为例,水溶液之pH值愈高,表示阳离子之析出浓度愈多,不过,实际上钠离子析出浓度仍有上限,ph值是合并所有析出阳离子的浓度反应的结果,其中当然包括氢离子(巨观来说并不存在),会以氢气型态释出。
电导性是指自来水中常见物质可以传导电子的性质,水溶液中,类似名词是“电解质”,一般通称离子化合物,可以TDS meter测知。例如,硬度约为150mg/L的水质,其TDS值约为280ppm,主成分为“硫酸钙”及“碳酸氢钙”,详见“硬水”。
常见饮水之电导率(以TDS计)