Озонатор третьего поколения

Этот мембранный озонатор синтетизирует озон из воды, разлагая ее на водород и кислород, с последующим синтезом озона из кислорода.

Преимущества мембранного озонатора перед искровым, синтетизирующим озон за счет коронного разряда:

1. Он производит озон высокой концентрации , массовая доля озона в озонокислородной смеси достигает 20%. В озонокислородной смеси отсутствуют оксиды азота и канцерогены.

2. Синтез озона практически не зависит от влажности воздуха окружающей среды и идет при влажности до 85% .

3. Синтез озона происходит в среде низковольтного постоянного тока, поэтому прибор не излучает электромагнитных волн и работает бесшумно.

4. Из-за высокой концентрации озона в смеси происходит более глубокое озонирование воды и соответственно более сильная стерилизация.

5. Прибор имеет длинный срок службы - более 10 000 часов.

6. Высокая чистота озона позволяет использовать его в медицинских целях.

Описание прибора

PEM- Generator - генератор высокой концентрации озона (DJ-Q100)

PEM генератор озона, используя передовые технологии - полимерную электролитическую мембрану PEM (- латинские буквы), синтетизирует озон с использованием чистой воды (RO воды). Преимуществом этой технологии является низкое напряжение (3-5 В постоянного тока), высокая концентрация озона ( до 500 мг / л) и отсутствие вредных для здоровья газов..

Технические характеристики:

Название продукта: PEM генератор озона
Модель: DJ-Q100
Входное напряжение: 220-250V / 50-60Гц
Потребляемая мощность: 70W
Выход озонаь: 500mg/hr
Концентрация озона: 250mg/l-280mg/l
Рабочая среда: 4 ~ 35C <85% (влажность)
Размер: 590x370x145mm
Общий вес: 11 кг

В генераторе для электролиза воды применяется "твердый" электролит в области, где обычно используется "жидкий". Твердый электролит состоит из полимера, который обладает свойством электролита и осуществляет перенос ионов и протонов. Одновременно мембрана физически разделяет пространство между электродами и продукты электролиза. На аноде образуется кислород и озон, а на катоде - водород.

Более подробно о твердых электролитах читайте в статье А.М. Тимонова, доктора химических наук, профессора кафедры неорганической химии российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена: " ТВЕРДЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ: СТРУКТУРА, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ." на сайте "Русский переплет" по адресу: http://www.pereplet.ru/nauka/Soros/pdf/0008_069.pdf

Приводим раздел этой статьи:

"Кислород-водородные генераторы и топливные элементы"

Кислород-водородные генераторы и топливные элементы

Появление фторуглеродных катионообменных мембран произвело настоящую революцию в таких областях, как электролиз воды для получения водорода и кислорода и преобразование химической энергии в электрическую с помощью топливных элементов. Обе области науки и техники взаимосвязаны и являются необходимыми компонентами так называемой водородной энергетики. Суть последней состоит в преимущественном использовании водорода как экологически чистого и экономически выгодного энергоносителя. Действительно, водород может быть получен с помощью электролиза воды — принципиально экологически чистого процесса. Наиболее выгодно делать это в периоды наименьшей внешней загрузки электростанций. Далее, по существующим подсчётам, транспортировка водорода по системе трубопроводов обойдётся в пять раз дешевле передачи электрической энергии по высоковольтным линиям. У конечного потребителя водород может быть использован непосредственно как экологически чистый химический реагент (топливо, восстановитель) или для получения электрической энергии в топливных элементах. Использование водорода как энергоносителя поможет, таким образом, уменьшить расход углеводородного топлива и приведёт к уменьшению выбросов углекислого газа в атмосферу. Однако для реального внедрения концепции водородной энергетики необходимо решить несколько проблем, одной из которых является повышение эффективности электрохимического получения водорода и обратного преобразования химической энергии в электрическую. Как было отмечено, большую роль здесь сыграло появление мембраны „Nafion“, которая в рассматриваемых системах является не только ион-селективной диафрагмой, но и действительно твёрдым полимерным электролитом. Принцип работы твёрдополимерного электролизёра может быть пояснён с помощью рис. 4.

Дистиллированная вода подаётся в анодное пространство электролизёра и проникает через поры анода (пластина из пористого титана) к границе раздела электрод/ТПЭ. На этой границе происходит электроокисление воды с выделением кислорода: 2H2O + 4e  – → O2  + 4H  +

Кислород удаляется из реакционной зоны через поры электрода, газонепроницаемость ТПЭ препятствует проникновению его в катодное пространство и образованию взрывоопасной гремучей смеси. По описанному выше механизму гидратированные протоны движутся через мембрану к катоду, где происходит их восстановление с выделением газообразного водорода: 2H  + + 2e  – → H2

Подобно кислороду, водород удаляют через систему пор катода и каналы токоподвода. Протекание катодной и анодной реакций стимулируется введением на границы раздела электроды/ТПЭ катализаторов — мелкодисперсных платины и оксида иридия (IV) соответственно, причём разработанные к настоящему времени технологии позволяют уменьшить количества применяемых благородных металлов до 0,1 мг в расчёте на квадратный сантиметр поверхности электрода. Некоторые количественные характеристики твёрдополимерных электролизеров, демонстрирующие их эффективность, таковы:

Очевидно, что как с экологической точки зрения, так и с точки зрения экономической эффективности электролизёры с ТПЭ не идут ни в какое сравнение с генераторами водорода и кислорода, использующими в качестве электролитов жидкие растворы щелочей. Уже то обстоятельство, что работают твёрдополимерные электролизёры на дистиллированной воде (причём, чем чище вода, тем больше срок службы ТПЭ), говорит об их экологической чистоте. И последний пример: электролизёр размером со спичечную коробку в течение последних 10 лет без всякой замены электродов или ТПЭ обеспечивает все потребности кафедры, на которой работает автор этой статьи, в кислороде и водороде для препаративных работ. Разумеется, этим примером не исчерпываются области применения твёрдополимерных генераторов кислорода и водорода. Их успешно используют в течение последнего десятилетия в медицине. Они вытеснили тяжёлые и пожароопасные кислородные баллоны, нашли широкое применение в промышленности (водород используют в качестве восстановителя, оба газа — в сварочных аппаратах), в энергетике и даже бытовых условиях — для повышения концентрации кислорода в воздухе помещений, что необходимо для лёгочных больных, заполнения кислородных подушек и т. д. Готовыми к широкому применению (экономичными, безопасными, необслуживаемыми) водород-кислородные электролизёры сделало именно использование твёрдых полимерных электролитов.

Конструкция водород-кислородных топливных элементов с ТПЭ принципиально не отличается от схемы электролизёра. Топливом здесь служат газообразные водород и кислород, реакции на электродах протекают в обратном направлении по сравнению с реакциями при электролизе, продуктами же являются дистиллированная вода и электрическая энергия. Существуют лишь различия в составе каталитических слоёв на границах раздела электроды/ТПЭ и конструкции электродов. Однако КПД топливных элементов с ТПЭ, известных к настоящему времени, не превышает 50%, а напряжение составляет лишь 0,8 В. Это вызвано в первую очередь низкой эффективностью протекания реакции электровосстановления кислорода при сравнительно низких температурах (80–90°С) функционирования данных устройств. Серьёзным препятствием на пути широкого распространения топливных элементов является также высокая цена получаемой с их помощью электроэнергии — от 3 до 8 тыс. долларов за 1 кВт. Тем не менее топливные элементы с ТПЭ вследствие своих уникальных качеств (безопасности, экологической чистоты и компактности) нашли применение на подводных и космических кораблях, где их используют для получения пресной воды и электрической энергии.