JP2021531951A - 超音波−電極−ナノ多孔膜カップリングによる水素製造滅菌システム - Google Patents
超音波−電極−ナノ多孔膜カップリングによる水素製造滅菌システム Download PDFInfo
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Abstract
Description
反応筐体全体が充たされかつ水素製造ユニットが隠れるまで、純水を筐体底部の管路口から導入すると、水素製造ユニット底部の多孔膜を通して液体が進入し、環状電極の作用で反応が生じて水素が生成された。このとき温度を0℃にコントロールした。水素が大量に富化しそしてマイクロ反応器側面のナノ多孔金属膜を透過する際に(孔径200nm、θ=45°)、環状電極をOFFにし、それと同時に広帯域超音波発生器(20KHz低周波5min、400KHz高周波15min)を、水素液体混合系に線形振動とキャビテーションが発生するように制御し、これによって界面水素ナノバブル(〜300nm)が形成され、そして次第にバルク水素ナノバブル(〜50nm)に転化された。超音波キャビテーションと一部気泡の破裂によるエネルギー放出とマイクロジェット効果で純水の殺菌が素早く完了し、筐体上部にある排出口を開き水素リッチウォーター(6ppm、非密封状態で気泡は少なくとも約24h安定する)を排出した。
反応筐体全体が充たされかつ水素製造ユニットが隠れるまで、ミネラルウォーターを筐体底部の管路口から導入すると、水素製造ユニット底部の多孔膜を通して液体が進入し、電極の作用で反応が生じて水素が生成された。このとき温度を5℃にコントロールした。水素が大量に富化しそしてマイクロ反応器側面のナノ多孔繊維膜を透過する際に(孔径100nm、θ=30°)、電極をOFFにし、それと同時に、広帯域超音波発生器(50KHz低周波3min、400KHz高周波10min)を、水素液体混合系に線形振動とキャビテーションが発生するように制御し、これによって界面水素ナノバブル(〜150nm)が形成され、そして次第にバルク水素ナノバブル(〜20nm)に転化された。超音波キャビテーションと一部気泡の破裂によるエネルギー放出とマイクロジェット効果で純水の殺菌が素早く完了し、筐体上部にある排出口を開き水素リッチウォーター(4ppm、非密封状態で気泡は少なくとも約36h安定する)を排出した。
反応筐体全体が充たされかつ水素製造ユニットが隠れるまで、果汁を筐体底部の管路口から導入すると、水素製造ユニット底部の多孔膜を通して液体が進入し、電極の作用で反応が生じて水素が生成された。このとき温度を30℃にコントロールした。水素が大量に富化しそしてマイクロ反応器側面のナノ多孔セラミック膜を透過する際に(孔径1000nm、θ=15°)、電極をOFFにし、それと同時に、超音波発生器(20KHz低周波5min、200KHz高周波5min)を、水素液体混合系に線形振動とキャビテーションが発生するように制御し、これによって界面水素ナノバブル(〜1000nm)が形成され、そして次第にバルク水素ナノバブル(〜800nm)に転化された。超音波キャビテーションと一部気泡の破裂によるエネルギー放出とマイクロジェット効果で純水の殺菌が素早く完了し、筐体上部にある排出口を開き水素リッチウォーター(3ppm、非密封状態で気泡は少なくとも約8h安定する)を排出した。
反応筐体全体が充たされかつ水素製造ユニットが隠れるまで、牛乳を筐体底部の管路口から導入すると、水素製造ユニット底部の多孔膜を通して液体が進入し、電極の作用で反応が生じて水素が生成された。このとき温度を0℃にコントロールした。水素が大量に富化しそしてマイクロ反応器側面のナノ多孔金属膜を透過する際に(孔径500nm、θ=0°)、電極をOFFにし、それと同時に、超音波発生器(30KHz低周波2min、300KHz高周波8min)を、水素液体混合系に線形振動とキャビテーションが発生するように制御し、これによって界面水素ナノバブル(〜550nm)が形成され、そして次第にバルク水素ナノバブル(〜300nm)に転化された。超音波キャビテーションと一部気泡の破裂によるエネルギー放出とマイクロジェット効果で純水の殺菌が素早く完了し、筐体上部にある排出口を開き水素リッチウォーター(3.5ppm、非密封状態で気泡は少なくとも約12h安定する)を排出した。
反応筐体全体が充たされかつ水素製造ユニットが隠れるまで、純水を筐体底部の管路口から導入すると、水素製造ユニット底部の多孔膜を通して液体が進入し、環状電極の作用で反応が生じて水素が生成された。このとき温度を0℃にコントロールした。水素が大量に富化し(側膜なし)、環状電極をOFFにし、それと同時に、広帯域超音波発生器(20KHz低周波5min、400KHz高周波15min)を、水素液体混合系に線形振動とキャビテーションが発生するように制御し、これによってある程度の溶解水素が形成された。超音波キャビテーションと一部気泡の破裂によるエネルギー放出とマイクロジェット効果で純水の殺菌が素早く完了し、筐体上部にある排出口を開き水素リッチウォーター(0.6ppm、非密封状態で気泡は20min以下安定する)を排出した。
Claims (4)
- 容器、及び容器内に配置された複数の水素製造ユニットを含み、前記水素製造ユニットは、キャビティ、前記キャビティ内に位置する超音波発生器、及び、環状水素発生電極を含み、前記環状水素発生電極が前記広帯域超音波発生器を包囲しており、前記キャビティの底にある底膜は内側が疎水性で外側が親水性を有する膜であり、前記キャビティの側膜は、内側が親水性で外側が疎水性を有する膜であり、垂直又は垂直から0°〜45°傾斜して配置されており、トップカバーは非通気性材料によって構成されていることを特徴とする超音波−電極−ナノ多孔膜カップリングによる水素製造滅菌システム。
- 前記底膜が、孔径が1000nmよりも小さいナノスケールのセラミック、繊維、金属有機構造体などの無毒材料からなることを特徴とする請求項1に記載の超音波−電極−ナノ多孔膜カップリングによる水素製造滅菌システム。
- 前記広帯域超音波発生器の周波数調節可能範囲は20KHz〜400KHzであり、反応器の中心に位置し周囲に超音波を放射することを特徴とする請求項1に記載の超音波−電極−ナノ多孔膜カップリングによる水素製造滅菌システム。
- 前記システムの筐体の排出口に水素テスターが配置されていることを特徴とする請求項1に記載の超音波−電極−ナノ多孔膜カップリングによる水素製造滅菌システム。
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