[科普中国]-电解水机

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，做为电解槽之电极板，其间配置陶瓷离子分离膜的透析与分离作用。依操作使用功能需要,电解槽使用“钛白金电极板”的片数（或换算成电极板总面积）,已经发展有“3极2槽”、“5极4槽”、“7极6槽”甚至“9极8槽”的设计使用。

简介电解水机（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，做为电解槽之电极板，其间配置陶瓷离子分离膜的透析与分离作用。依操作使用功能需要,电解槽使用“钛白金电极板”的片数（或换算成电极板总面积）,已经发展有“3极2槽”、“5极4槽”、“7极6槽”甚至“9极8槽”的设计使用。

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“机能性”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。1

应用型饮用水电解水机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。1

制备强酸性离子水之电解水机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。1

电解水机电解水之电解率电解标的－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。1

常见饮水中溶质的电解率以硫酸盐为例，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。1

电导性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TDSmeter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”。1

水按硬度分类75mg/L 以下 “软水”

75～140mg/L “中度硬水”

140～300mg/L “硬水”

300mg/L 以上 “极硬水”

常见饮水之电导率（以TDS计）

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影响电解水机电解水电解率的因素电解极板（或离子膜）面积（或称电解面积大小）。电解面积愈大，对电解槽内水量而言，电解率愈高；又或者意谓，电解时间愈长，电解率愈高

电解电流大小。以一般5片装电解极板之电解槽为例，制备碱性水之PH值=8.5～10.5；电解电流约为 1.5～ 2.5 安培。

离子膜或电解极板表面钙附着。钙附着严重，电解电流无法导通，将会造成电解率大幅下降情形。

流量因素。电解水时，给水流量由（2.0）降为（1.0）L/min，意谓著电解率将提升为2倍 。

元素活性因素。不同多种元素存在，水溶液之电解将会变得很复杂。当然电解率也就难以估算，仅能依电解水质之检定，依据结果来计算。1

本词条内容贡献者为:

杨晓红 - 副教授 - 西南大学