时间:2022-05-06 10:23:02
摘 要:
转载自上海纳诺巴伯公众号目前氢气健康产品市场上,氢水铺天盖地,且类型多样,很不好选择。下面来看看海军军医大学孙学军教授从氢气医学研究者角度的个人看法,供大家参考。
氢水是氢健康经典产品,最早来源于电解水
日本人饮用碱性电解水的历史有近一个世纪,但过去并不了解电解水发挥作用的本质,氢气医学效应的发现给电解水提供了科学解释,也让电解水演变出更多产品类型。
配图所涉及氢产品仅为示意之用
氢水杯来自于电解水机的小型化
开始用电极对水进行直接电解,不分正负。电解水机会将正负极电解水分开,正极电解酸性水是用于消毒或废弃,阴极电解碱性电解水才用于饮用。酸性水是有毒的,可能不会对人造成太大危害,但不分正负极的电解水显然不是理想模式。
早期氢水杯为解决正极产生的有害成分,使用一些还原剂中和或吸附剂进行改良,但长时间使用仍然会存在安全隐患。随着技术进步,氢水杯逐渐也有了用隔膜正负极分离,实现了过去电解水机早就实现的目标。
这里小纳同学打个小广告:
纳诺巴伯研发生产的富氢水杯就是一款氢氧完全分离的氢健康产品,通过SPE质子膜电解技术,实现完全的氢氧分离。氢水杯分两个部分,底端部分的氢分子生成器配备排气孔,将富氢水杯电解制氢过程中产生的除氢气以外的气体往外排出,从而提高水中氢浓度,增强氢气水对人体的作用性能。
纳诺巴伯氢氧分离富氢水杯
具体的产氢过程是这样的:
采用质子交换膜,电催化剂颗粒直接附于膜上,形成膜-电极组。膜-电极组件就是在固体聚合物电解质膜两侧嵌入活性电极(催化物质),只允许质子和水通过。制氢时水的电解反应就在膜-电极上进行,起到隔膜和电极的作用。
水在电源阳极处发生电解反应,生成氢气和氧气,其中氢气因为在阳极处会丢失电子变成氢离子,可以水合的形式通过质子膜到达阴极,而氧气无法通过,只能往外排出。氢离子在到达电源阴极后,从阴极处获得电子重新结合形成氢气,氧气从底部排出,纯度极高的氢则注入水中。
下面我们继续来看孙教授对氢水杯的见解↓
氢水杯材料的安全性
氢水杯中一般用于电极的是金属材料,虽然经过表面镀惰性材料,但电解是非常强烈的氧化还原反应,时间长了电极材料容易被腐蚀,材料腐蚀后一些金属离子就会溶解到水中。要解决这些问题,对材料和工艺设计等方面需要有比较多的技术要求,造成市面上真正安全可靠的氢水杯并不多。既然孙教授讲到了这个问题,小纳同学也来说说纳诺巴伯富氢水杯的电极材料和工艺。
确实市面上的一些产品受限于成本和技术,采用热压/喷涂等方法附着催化剂,长时间使用过程中往往存在着催化剂等物质脱落的风险,由于直接和饮用水接触,导致安全隐患。
而纳诺巴伯氢氧分离富氢水杯,我们选用了美国杜邦公司N117离子膜,并针对性的在光膜材料上加以改进,合理的配比催化剂,在膜的两侧采用化学沉积法附着纳米化铂金粒子电解层,用此方法处理的膜电极实现了电极的纳米级间距,使得催化剂直接"生长在"膜的表面,与膜融为一体从而从根本上解决催化剂脱落带来的健康风险,而且导电性能更强,实现了高安全性和极高的电解效率。
我们也委托了专业检测机构使用微谱技术对纳诺巴伯氢水杯生产的水中重金属进行残留检测,检测报告均未检出重金属残留。
纳诺巴伯氢水杯重金属检测报告
安全的杯子往往比较贵
据了解,杯子如果用一个纯钛钉就需要50元成本,一个杯子上至少有4个这样的钉子。也有的采用分体式设计,就是产氢气和混合氢水物理隔离。所以高品质就需要高成本,安全的杯子往往比较贵。
氢浓度甚至外观等虽然也重要,但并不是最关键的,安全才是氢水和一切健康产品最关键的。具体到氢水,最关键的是材料安全性,绝对不能假借氢气概念做伤害健康的恶劣行为。我对技术和材料都不了解,通常对价钱太便宜的杯子我都简单怀疑其品质,亏钱的生意没人做。
氢水机有多种类型:
一种是从过去电解水机逐渐改进的类型
当然也有把过去成熟的电解水机换个氢水机的名字销售,早期电解水氢气浓度往往不太高,随着技术改进现在情况越来越好。
另外一种模式是采用物理混合技术
就是机器分为氢气制造或存储模块,气液混合模块,这种方式完全避免了直接电极存在的电化学反应副产物混入饮用水的隐患,在设计上属于非常安全的氢水制造模式,但是这种模式的制造成本相对比较高,开始这种产品类型比较少,现在市面上这种模式的氢水机越来越多,是市场逐渐认可和理性的一个表现。
说到氢水机物理混合技术,这里小纳同学有必要给大家详细聊聊纳米气泡物理溶氢。
纳米气泡由于寿命长,体积及微小比表面积极大,是低溶气体(如氢气)溶液的奇妙方便技术。
首先,纳米气泡有助于溶解的氢的稳定性,制备高浓度的氢水;其次,纳米气泡具有特殊的超长寿命,提高氢气的溶存期;另外,纳米气泡溶氢能够更快速、更高效的制备氢水。
总的来说,纳米气泡物理溶氢技术可解决氢气气体溶解度小、溶解速度慢、逃逸速度快的瓶颈,成为了氢健康产品的好搭档。
比如纳诺巴伯品牌的这款市面上非常畅销的纳米气泡氢水机,就是利用了纳米气泡的属性,研发生产的一种可使得富氢水溶氢指标、安全性、放置时间等均得到大幅提升的一种制备氢水的产品。
纳诺巴伯采用纯物理溶氢技术的氢水机产品
这款氢水机使用了完全自主知识产权的纳米气泡技术NANO-H制备超饱和氢分子溶液(发明名称:一种两倍以上超饱和含氢溶液的制备装置以及制备方法;专利号:ZL 2015 1 0146091.4),实现了首创的纳米气泡尺度分布95%在300nm以下,这样无需加压,即可瞬时完成2.6ppm甚至更高浓度的超饱和氢分子溶液的制备,领先日本、韩国、美国等类似产品一倍以上。这一技术获得了国家发明专利,并且申请了PCT国际专利保护,该技术属首创。
补充纳诺巴伯™纳米气泡生成技术的技术参数:
纳诺巴伯纳米气泡生成技术检测数据
使用英国Malvern纳米粒径追仪测试结果显示,通过纳诺巴伯纳米气泡生成技术生成的纳米气泡氢水溶液中,10-300nm的纳米气泡占总气泡的95%。
纳诺巴伯™富氢水机物理溶氢技术方案:
采用了“双工厂”的设计。其中“产氢工厂”采用了与NASA航天科技同源的PEM纯水制氢技术,通过该技术可以高效生成99.9%的超高纯度的氢分子。“产氢工厂”生产足量超纯氢之后,将这些氢分子送到下一个工厂,即“纳米气泡混氢工厂”,该工厂就像一条包饺子的流水线,当氢分子来到产线上时,便用“饺子皮”(即纳米气泡)持续不断的将氢分子包裹起来,而这个过程是纯物理过程,既保证了安全性又实现了超高浓度。
纳诺巴伯富氢水机物理溶氢方案示例
包装氢水也有两种类型:
一种是小包装,
主要是易拉罐、铝瓶和小袋包装氢水
小包装模式已经有10多年历史,相对来说造价和运输成本比较高,但这种方式使用非常方便,已经有了相对稳定的市场。我个人也比较喜欢这种方式。包装氢水的主要问题是价格偏高,希望将来能有大型的日用销售公司进入这个领域,可让这种氢水成本降低,逐渐代替普通矿泉水进入寻常百姓家。
一种是高压氢水桶
最近两年开始出现桶装氢水,这种方式特点是水桶能维持一定高压,让水中氢气浓度有效提高,但这种方式不太适合进行大规模集中生产,也不方便长时间存储,这种方式的历史还比较短,可能存在的一些问题没有充分暴露。
总之,氢水产品类型比较多,只要氢气浓度达到一定要求,例如1ppm以上,就比较不错,基本上都可以使用。相对来说,普通人可以先用罐装或桶装水尝试,长期使用推荐用氢水机更合适。
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