JP6314142B2 - 液体を電気分解するためのセル - Google Patents

Description

関連出願の相互参照

本出願は、２０１２年９月２１日出願の米国仮特許出願第６１／７０４，４０１号、２０１２年９月２７日出願の同第６１／７０６，６７０号、及び２０１２年９月２８日出願の同第６１／７０７，１４１号の利益を主張するものであり、これらの出願それぞれの開示は、全体を参照により本明細書に援用する。

本明細書では、１つ又は複数の液体を電気分解するためのセルについて記載する。

本明細書では、第１の塩含有水の流れを電気分解して高ｐＨ生成物を生成するように構成された少なくとも１つのカソードを含む第１のチャンバーを含む電気分解システムについて一般的に記載する。また、第２の塩含有水の流れを電気分解して低ｐＨ生成物を生成するように構成された少なくとも１つのアノードを含む第２のチャンバーも含まれる。第１のチャンバーと第２のチャンバーとの間に、イオンの透過を可能にし、水の通過を阻止するように構成された、メンブレンが存在し得る。

下記ステップを含む、電気分解された溶液を形成する方法についても記載する：第１の塩含有水の流れを電気分解して高ｐＨ生成物を生成するように構成された、少なくとも１つのカソードを含む第１のチャンバーに第１の塩含有水の流れを供給するステップ。また、方法は、第２の塩含有水の流れを電気分解して低ｐＨ生成物を生成するように構成された少なくとも１つのアノードを含む第２のチャンバーに第２の塩含有水の流れを供給するステップも含み得る。第１の塩含有水の流れ及び第２の塩含有水の流れを電気分解するために、第１のチャンバーと第２のチャンバーとを分離するメンブレンを設けつつ、カソードとアノードとの間に電圧を負荷することができる。メンブレンは、水が第１のチャンバーと第２のチャンバーとの間を通過するのを阻止しイオンの透過を可能にするように構成され得る。

第２のチャンバーは、アノードに入口を含むことができ、また第２の塩含有水の流れは、少なくとも１秒間、アノードの表面から最大でも５インチ以内に存在して第２の塩含有水の流れを電気分解することができる。

また、本明細書では、下記事項を含む、複数の生成物ラインを同時に生成する連続流電気分解システムについて記載する：第１の塩含有水の流れを電気分解するように構成された少なくとも１つのカソードを含む第１のチャンバー；第２の塩含有水の流れを電気分解するように構成された少なくとも１つのアノードを含む第２のチャンバー；及び電源。いくつかの実施形態では、第２のチャンバーは、少なくとも２つのサブチャンバー及び各サブチャンバー内に少なくとも１つのアノードを含む。電源は、少なくとも１つのカソードと各サブチャンバー内の少なくとも１つのアノードとの間に電圧を印加して、第１の塩含有水の流れ及び第２の塩含有水の流れを電気分解することができる。少なくとも２つの各サブチャンバーは、第１のチャンバーからの塩含有水の流れに含まれる少なくとも１種のイオンが各サブチャンバー内に流入するように、第１のチャンバーと少なくとも部分的に接触し得る。一実施形態では、少なくとも１つのカソードは、各サブチャンバー内の少なくとも１つのアノードから約３インチ以内にある。かかるシステムを通過する水の流れは、もとより、連続的であってもよく、また断続的であってもよい。

本明細書に記載するセルの上方斜視図である。 本明細書に記載するセルの底部斜視図である。 本明細書に記載するセルの分解図である。 本明細書に記載するセルの上面図である。 図４のセルの断面図である。 電極において生成する様々な分子の段階の例を示す図である。

本明細書では、生活向上組成物又は飲料物を形成するのに利用可能であるシステム、装置、及び方法について記載する。方法は、生活向上飲料物を製造するための、本明細書に記載する装置又はシステムを用いて、塩含有溶液を電気分解するステップを一般的に含む。生活向上飲料物は、少なくとも１つの反応性の種、例えば活性酸素種（ＲＯＳ）等を一般的に含む。その他の実施形態では、飲料物は、塩素、ＯＣｌ^-及び／又はＯ^-2を含み得る。いくつかの実施形態では、生活向上飲料物は、約０．１５％ｗ／ｖの塩類濃度を有し得る。

生活向上飲料物は、ヒトの良好な特性を誘発、供給、生成、補給、改善又は強化し、これに貢献し得る。ヒトの良好な特性として、薬物の忍容、治癒、免疫力の向上、限定されるものではないがアスコルビン酸等の有益な代謝物の血清濃度増加を挙げることができる。

スーパーオキシドフリーラジカル（ＯＯ^*−及びＯＯＨ^*）及びヒドロキシルフリーラジカル（ＯＨ^*）は、水溶液中ではその半減期が短いと考えられる（ｔ（１／２）＜２ｍｓ）。一実施形態では、長期保管するのに十分である、例えば数年の半減期を有するこれらの生物学的に反応性の成分を水溶液中で生成し得る、装置、システム及び方法について記載する。かかる安定な複合体及び組成物には、複合組成物が中性のｐＨを有し得るような、還元性の成分も含まれる。また、生成した組成物は、ｉｎ ｖｉｔｒｏ及び／又はｉｎ ｖｉｖｏで、毒性を生じないと考えられる。

かかる生物学的に反応性の成分が電極の局所的反応表面と接触した際に、同成分を形成する電気触媒プロセスは、反応物質の純度及び分子均一性に大いに依存し得る。超純粋な塩含有溶液の調製は、記載する装置で用いられるプロセスにおける重要なステップであり得る。塩含有溶液は一般的に、有機及び無機両方の汚染物質も含んではならず、また分子レベルにおいても均質であるべきである。特に、金属イオンは、電気触媒性の表面反応を妨害するおそれがあり、したがって水又は塩類液の金属による汚染は回避すべきである。

本明細書に記載するシステム、装置及び方法は、これまでのシステムより効率的に、生活向上飲料物及び組成物を製造することができる。例えば、本明細書に記載のシステム、装置及び方法を用いて、下記の１つ又は複数を実現することができる：スループットの向上、電気分解に必要とされる電圧の低減、流速の高速化、溶液を冷却する必要性の低減、各電極における所要時間の短縮、電気分解の効率化、複数の生成物ラインの同時製造等。

記載する装置及びシステムで用いられる塩含有溶液は、下記のように調製可能である。水は、都市用水、濾過水、ナノポア水等を含むがこれらに限定されない様々な供給源から供給可能である。例えば、都市用水は、水源（例えば、小川又は河川か、地表面水又は地下貯水池水）、給水前の水滅菌方法（例えば、ＵＶ光）、水処理に用いられる化学物質等に応じて、大いに異なり得る。水の供給源を問わず、任意選択で、逆浸透圧法が水を再現的に浄化するのに利用可能である。

逆浸透圧プロセスは様々であり得るが、総溶解固形分含量が約１０ｐｐｍ未満、約９ｐｐｍ、約８ｐｐｍ、約７ｐｐｍ、約６ｐｐｍ、約５ｐｐｍ、約４ｐｐｍ、約３ｐｐｍ、約２ｐｐｍ、約１ｐｐｍ、０．５ｐｐｍ、約１０ｐｐｍ未満、約９ｐｐｍ未満、約８ｐｐｍ未満、約７ｐｐｍ未満、約６ｐｐｍ未満、約５ｐｐｍ未満、約４ｐｐｍ未満、約３ｐｐｍ未満、約２ｐｐｍ未満又は約１ｐｐｍ未満の精製水を提供することができる。

逆浸透圧プロセスは、約５℃、約１０℃、約１５℃、約２０℃、約２５℃、約３０℃又は約３５℃、約５℃〜約３５℃、約１０℃〜約２５℃、約５℃〜約２５℃、約１０℃〜約３５℃、約２０℃〜約３０℃、約３５℃未満、約３０℃未満、約２５℃未満、約２０℃未満、約５℃を上回る、約１０℃を上回る、約１５℃を上回る又は約２０℃を上回る温度で実施可能である。

逆浸透圧ステップは、特定の総溶解固形分レベルを実現するまで、必要に応じて反復可能である。任意選択の逆浸透圧ステップが利用されたとしても、任意選択の蒸留ステップが、水を浄化又はさらに浄化するために実施可能である。

蒸留プロセスは様々であり得るが、総溶解固形分含量が約５ｐｐｍ未満、約４ｐｐｍ、約３ｐｐｍ、約２ｐｐｍ、約１ｐｐｍ、約０．９ｐｐｍ、約０．８ｐｐｍ、約０．７ｐｐｍ、約０．６ｐｐｍ、約０．５ｐｐｍ、約０．４ｐｐｍ、約０．３ｐｐｍ、約０．２ｐｐｍ、約０．１ｐｐｍ、約１ｐｐｍ未満、約０．９ｐｐｍ未満、約０．８ｐｐｍ未満、約０．７ｐｐｍ未満、約０．６ｐｐｍ未満、約０．５ｐｐｍ未満、約０．４ｐｐｍ未満、約０．３ｐｐｍ未満、約０．２ｐｐｍ未満又は約０．１ｐｐｍ未満の精製水を提供することができる。

蒸留プロセスは、約５℃、約１０℃、約１５℃、約２０℃、約２５℃、約３０℃又は約３５℃、約５℃〜約３５℃、約１０℃〜約２５℃、約５℃〜約２５℃、約１０℃〜約３５℃、約２０℃〜約３０℃、約３５℃未満、約３０℃未満、約２５℃未満、約２０℃未満、約５℃を上回る、約１０℃を上回る、約１５℃を上回る又は約２０℃を上回る温度で実施可能である。一実施形態では、蒸留は、ほぼ室温で実施可能である。

蒸留ステップは、特定の総溶解固形分レベルを実現するまで、必要に応じて反復可能である。水を逆浸透圧法、蒸留法の両方にかけた後又はかけずに、水中の総溶解固形分のレベルは、約５ｐｐｍ未満、約４ｐｐｍ、約３ｐｐｍ、約２ｐｐｍ、約１ｐｐｍ、約０．９ｐｐｍ、約０．８ｐｐｍ、約０．７ｐｐｍ、約０．６ｐｐｍ、約０．５ｐｐｍ、約０．４ｐｐｍ、約０．３ｐｐｍ、約０．２ｐｐｍ、約０．１ｐｐｍ、約１ｐｐｍ未満、約０．９ｐｐｍ未満、約０．８ｐｐｍ未満、約０．７ｐｐｍ未満、約０．６ｐｐｍ未満、約０．５ｐｐｍ未満、約０．４ｐｐｍ未満、約０．３ｐｐｍ未満、約０．２ｐｐｍ未満、又は約０．１ｐｐｍ未満であり得る。一部の固形分は電気分解期間中又は後に汚染物質をもたらし得るので、水中の総溶解固形分の量は、最終製品においては重要な側面であり得る。

精製水は、本明細書に記載するシステム及び方法では直接、利用可能である。例えば、一実施形態では、総溶解固形分濃度が約０．５ｐｐｍ未満の精製水が用いられる場合には、逆浸透圧法もまた蒸留法も不要である。その他の実施形態では、半精製水が用いられる場合には、当該プロセスのうちの１つのみが必要であり得る。

一実施形態では、汚染物質は、下記の手順により商業的な水供給源から除去可能である：水を活性炭フィルターに通して芳香族性及び揮発性の汚染物質を除去し、次に逆浸透圧（ＲＯ）濾過処理を行い、溶解固形分並びにほとんどの有機及び無機汚染物質を除去する。得られた濾過済みのＲＯ水は、約８ｐｐｍ未満の溶解固形分を含有し得る。残りの汚染物質のほとんどは、蒸留プロセスを通じて除去可能であり、溶解固形分測定値として１ｐｐｍ未満が得られる。汚染物質の除去に加えて、蒸留法は、適正な構造及び酸化還元電位（ＯＲＰ）を有する水の状態を整え、後続する電気触媒プロセスにおける白金電極での酸化還元反応電位を促進する機能も有し得る。

水を逆浸透圧法、蒸留法の両方にかけた後又はかけずに、塩が加塩ステップにおいて水に添加される。塩は、非精製化、精製化、固化、脱固化等が可能である。一実施形態では、塩は塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）である。その他の実施形態では、塩は、限定されるものではないがＬｉＣｌ、ＨＣｌ、ＣｕＣｌ₂、ＣｕＳＯ₄、ＫＣｌ、ＭｇＣｌ等の塩素ベースの塩、硫酸塩、及びリン酸塩であり得る。その他の実施形態では、塩は、限定されるものではないが、フッ化物、硫酸塩、アンモニウム、カルシウム、鉄、マグネシウム、カリウム、ピリジニウム、四級アンモニウム、ナトリウム、酢酸塩、炭酸塩、クエン酸塩、シアン化物、硝酸塩、亜硝酸塩、リン酸塩、それらの組合せ、又はそれらの類似体等の、任意のイオン性塩であり得る。

いくつかの実施形態では、塩は添加物を含み得る。塩添加物として、ヨウ化カリウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ素酸ナトリウム、デキストロース、フッ化ナトリウム、フェロシアン化ナトリウム、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、脂肪酸、酸化マグネシウム、二酸化シリコーン、ケイ酸カルシウム、アルミノケイ酸ナトリウム、アルミノケイ酸カルシウム、フマル酸第一鉄、鉄、又は葉酸を挙げることができるが、これらに限定されない。任意のこれらの添加物は、この時点又は記載するプロセス期間中の任意の時点に添加可能である。例えば、上記添加物は、瓶詰直前に添加可能である。

塩は、ブライン溶液の形態で水に添加可能である。ブラインは、水１ガロン当たり約５００ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約５０５ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約５１０ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約５１５ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約５２０ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約５２５ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約５３０ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約５３５ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約５３６ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約５３７ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約５３８ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約５３９ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約５４０ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約５４５ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約５５０ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約５５５ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約５６０ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約５６５ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約５７０ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約５７５ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約５８０ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約５００ｇのＮａＣｌから水１ガロン当たり約５８０ｇのＮａＣｌの間、水１ガロン当たり約５２０ｇのＮａＣｌから水１ガロン当たり約５６０ｇのＮａＣｌの間、又は水１ガロン当たり約５３５ｇのＮａＣｌから水１ガロン当たり約５４０ｇのＮａＣｌの間の塩比率で形成可能である。一実施形態では、比率は、水１ガロン当たり約５３７．５ｇのＮａＣｌであり得る。同等量のその他の塩は、それらの化学量論的比率に基づき計算可能である。

ブラインは、タンク中の精製水にＮａＣｌ又は別の塩を添加することにより形成可能である。次に、ブライン溶液は、約３０分間、約１時間、約６時間、約１２時間、約１日、約２日間、約３日間、約４日間、約５日間、約６日間、約７日間、約８日間、約９日間、約１０日間、又はこれ以上徹底混合され得る。

ブライン溶液を混合するのに、物理的混合装置が利用可能である、又は循環法若しくは再循環法が利用可能である。任意のふさわしいサイズのタンクがブライン溶液を形成するのに利用可能である。一実施形態では、ブライン溶液は、約０．５ガロン／時間、約１ガロン／時間、約５ガロン／時間、約１０ガロン／時間、約１５ガロン／時間、約２０ガロン／時間、約３０ガロン／時間、約４０ガロン／時間、約５０ガロン／時間、約６０ガロン／時間、約７０ガロン／時間、約８０ガロン／時間、約９０ガロン／時間、約１００ガロン／時間、約２００ガロン／時間、約３００ガロン／時間、約４００ガロン／時間、約５００ガロン／時間、約６００ガロン／時間、約７００ガロン／時間、約８００ガロン／時間、約９００ガロン／時間、約１，０００ガロン／時間、約１，１００ガロン／時間、約１，２００ガロン／時間、約１，３００ガロン／時間、約１，４００ガロン／時間、約１，５００ガロン／時間、約１，６００ガロン／時間、約１，７００ガロン／時間、約１，８００ガロン／時間、約１，９００ガロン／時間、約２，０００ガロン／時間、約２、１００ガロン／時間、約２，２００ガロン／時間、約２，３００ガロン／時間、約２，４００ガロン／時間、約２，５００ガロン／時間、又はそれ以上の速度で循環又は再循環され得る。用いられる混合時間の長さ又は混合の種類は、様々であり得る。しかし、いくつかの実施形態では、混合終了時にすべての塩は解離し得る。

一実施形態では、純粋な医薬品グレードの塩化ナトリウムを調製済みの蒸留水に溶解して、１５ｗ／ｗ％の亜飽和ブライン溶液を形成し、また、塩が完全に溶解し、＞０．１ミクロンのすべての粒子が除去されるまで連続的に再循環し、濾過する。このステップは、数日を要する場合がある。溶解、濾過後のブライン溶液は、次に、０．３％塩類溶液を形成するために約１：３５２（塩：水）の比で蒸留水のタンクに注入され得る。一実施形態では、水１ガロン当たり、塩１０．７５ｇの比率が、飲料物を形成するのに利用可能である。別の実施形態では、水３，７８７．５ｇ当たり、塩１０．７５ｇの比率が、飲料物を形成するのに利用可能である。次に、この溶液は、分子スケールの均質性が実現されるまで、再循環及び拡散させるがまま放置可能である。このブラインの蒸留水中における拡散係数は、２５℃で約１．５×１０^-9ｍ²／秒である。アインシュタインの拡散時間（ｔ＝＜ｘ＞２／２Ｄ）は、次に塩化ナトリウムイオンが塩類溶液中に完全に拡散するのに要する時間を決定するのに利用可能である。上記近似法に基づけば、分子が濃度中心から１ｍｍ完全に拡散するのに約５分を必要とすると考えられ、また、分子が１ｃｍ拡散するのに５００分を必要とする。

再循環による機械的混合が、拡散を加速するのに必要とされ得る。また、当該システムは、大気からの汚染を防止するために閉鎖したままであり得る。

一実施形態では、均質な塩含有溶液は約４．８±０．５℃に冷却される。処理期間中、温度が高いほどＲＯＳ含有量が増加し、また温度が低いほど次亜塩素酸塩（ＲＳ）及びおそらくは遊離塩素含有量が増加し得るので、この温度は重要と考えられる。適正なバランスを実現するには、電気触媒表面における温度を精密に制御する必要があり得る。電気分解プロセスそのものから生成される熱エネルギーが加熱の原因となり得るので、電気触媒プロセスの全期間を通じて、慎重な温度調節を必要とする。一実施形態では、電極における処理温度は、電気分解全体を通じて、約４．８℃に連続的に冷却及び維持され得る。

ブラインは次に、水１ガロン当たり約１ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約２ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約３ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約４ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約５ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約６ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約７ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約８ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約９ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約１０ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約１０．２５ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約１０．５０ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約１０．７５ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約１１ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約１２ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約１３ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約１４ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約１５ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約１６ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約１７ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約１８ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約１９ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約２０ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約２１ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約２２ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約２３ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約２４ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約２５ｇのＮａＣｌ、水１ガロン当たり約１ｇのＮａＣｌから水１ガロン当たり約２５ｇのＮａＣｌの間、水１ガロン当たり約８ｇのＮａＣｌから水１ガロン当たり約１２ｇのＮａＣｌの間、又は水１ガロン当たり約４ｇのＮａＣｌから水１ガロン当たり約１６ｇのＮａＣｌの間のＮａＣｌ濃度を実現するように、これまでに処理された水又は新鮮な未処理の水に添加され得る。

ブラインをしかるべき量で水に添加したら、溶液は、約３０分間、約１時間、約６時間、約１２時間、約２４時間、約３６時間、約４８時間、約６０時間、約７２時間、約８４時間、約９６時間、約１０８時間、約１２０時間、約１３２時間、又はこれ以上、約１２時間以上、約２４時間以上、約３６時間以上、約４８時間以上、約６０時間以上、約７２時間以上、約８４時間以上、約９６時間以上、約１０８時間以上、約１２０時間以上、又は約１３２時間以上、徹底混合され得る。

混合期間中の液体の温度は室温であり得る、又は約２０℃、約２５℃ 約３０℃ 約３５℃ 約４０℃ 約４５℃ 約５０℃ 約５５℃、約６０℃、約２０℃から約４０℃の間、約３０℃から約４０℃の間、約２０℃から約３０℃の間、約２５℃から約３０℃の間、又は約３０℃から約３５℃の間の温度で制御され得る。

溶液を混合するのに、物理的混合装置が利用可能である、又は循環法若しくは再循環法が利用可能である。いくつかの実施形態では、混合時間は、ＮａＣｌの完全な電離を可能にするのに十分であり得る。

塩溶液は次に、以下に記載の装置に注入又はインプットし、そして後続の電気分解を実施する前に冷却ステップにおいて冷却可能である。冷却後の溶液の温度は、約０℃、約１℃ 約２℃ 約３℃ 約４℃ 約５℃ 約６℃ 約７℃、約８℃、約９℃、約１０℃、約１１℃、約１２℃、約０℃から約１０℃の間、約０℃から約５℃の間、約５℃から約１０℃の間、約０℃から約７℃の間、又は約２℃から約５℃の間であり得る。一実施形態では、冷却後の溶液は、約４．５℃から約５．８℃の間の温度を有し得る。

注入前の溶液が大量の場合、様々な冷却及び温度降下法が採用可能である。例えば、液体窒素冷却ラインを用いる極低温温度降下法が利用可能である。同様に、溶液をプロピレングリコール熱交換器に通過させて所望の温度を実現することができる。室温から所望の冷却温度までの溶液を得るのに、冷却プロセスは、約５分、約１０分、約２０分、約３０分、約１時間、約２時間、約３時間、約４時間、約５時間、約６時間、約７時間、約８時間、約９時間、約１０時間、約１２時間、約１４時間、約１６時間、約１８時間、約２０時間、約２２時間、約２４時間、約３０分から約２４時間の間、約１時間から約１２時間の間、少なくとも約３０分、少なくとも約６時間、最長で約２４時間、又は任意のこれらの数値を用いて生み出される任意の範囲を要し得る。冷却時間は、液体の量、開始温度、及び所望の冷却後温度に応じて変化し得る。当業者は、記載した溶液を冷却するのに必要とされる時間を計算することができる。

次に、上記のように生成された冷却ブライン溶液又は未冷却室温ブライン溶液は、電気分解デバイスに添加され得る。塩含有水を電気分解するデバイス又はセルを図１〜５に示す。セル１００は一般的に、３つの分離可能な部品、上部プレート１０２、周辺を取り巻く本体リング１０４、及び底部プレート１０６に形成可能である。１つ又は複数のガスケットは、部品を互いに密閉するのに利用可能であり、またその他のｏ−リング又はシールは、セル１００を水密にするのに利用可能である。例えば、第１のガスケット１０８は、上部プレート１０２と周辺を取り巻く本体リング１０４との間の任意のギャップを埋めることができ、また第２のガスケット１１０は、底部プレート１０６と周辺を取り巻く本体リング１０４との間の任意のギャップを埋めることができる。１つ又は複数のボルト１１２は、任意のガスケットを含め、３つの部品を一体的に保持するのに利用可能である。いくつかの実施形態では、セル本体全体は、単一の部品材料から作製可能である。

図１〜５に示すように、セル１００は、全体として円形及び／又は円筒形の形状を有し得る。但し、セルは、所望の電気分解生成物を形成可能にする任意の形状を有し得る。例えば、セルは、全体として長方形、三角形、楕円形、クローバー状の形状、正方形、直線形状、それらの組合せ等を有し得る。

液体を電気分解するために、セル１００は、少なくとも１つのカソード１１４と少なくとも１つのアノード１１６とを含む。セルの形態に応じて、液体の十分な電気分解を可能にする任意の数のアノード又はカソードが利用可能である。一実施形態では、セル１００は、１２個のアノードと１２個のアノードを含み得る。その他の実施形態では、セルは、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１２５、１５０、１７５、２００個、又はこれ以上のアノード、及び２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１２５、１５０、１７５、２００個、又はこれ以上のカソードを含み得る。

アノード１１６及びカソード１１４は、導電性金属であり得る、又はこれを含み得る。金属として、銅、アルミニウム、チタン、タンタル、ニオブ、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、白金、銀、オスミウム、金、鉄、それらの組合せ、又はスチール若しくは真ちゅう等の合金を挙げることができるが、これらに限定されない。電極は、限定されるものではないが、例えば、アルミニウム、金、白金、若しくは銀、又は上記の任意のその他の金属等の、異なる金属でコーティング又はメッキ可能である。

一実施形態では、各電極はチタンから形成され、白金でメッキされる。かかるアノード及びカソード上の白金表面は、必要な反応を触媒するのに最適であり得る。粗面で二層状の白金メッキは、局所的「反応中心」（先端が尖った突起部）が活性であること、及び反応物質が下地電極のチタン基材と接触しないことを保証することができる。二重メッキされた白金は、白金表面からチタンまで貫通するような微小孔のリスクを最低限に抑えることができる。電気分解中は、酸素及び水素の気泡そのものが、電気分解中に白金表面上に形成し反応表面積を低下させるおそれがある。鋭利で、不均等な表面は、気泡の接着を最低限に抑える傾向を有し、またより強い局所電場を形成することができ、効率を高める。一実施形態では、アノード１１６及びカソード１１４は、粗面の白金メッキメッシュであり得る。

別の実施形態では、アノード１１６及びカソード１１４は、その間隔が約０．５インチ、約１インチ、約１．５インチ、約２インチ、約２．５インチ、約３インチ、約３．５インチ、約４インチ、約４．５インチ、約５インチ、約５．５インチ、約６インチ、約６．５インチ、約７インチ、約７．５インチ、約８インチ、約９インチ、約１０インチ、約１２インチ、約１４インチ、又は約２０インチ以下であり得る。電極の高さが高いと、底部から上部に向かう液流の不安定化、及び生成した気泡に起因する溶存酸素勾配が促進され得るので、電極の高さも重要であり得る。このような要因は、電極の底部と上部とを比較したときに、一定均質性及びアノードからカソードへの均一な流れを破壊し得る。電極の直径は、約１／６４インチ、約１／３２インチ、約１／１６インチ、約１／８インチ、約１/４インチ、約１/２インチ、約３/４インチ、又は約１インチであり得、その高さは約１インチ、約２インチ、約３インチ、約４インチ、約５インチ、約６インチ、約７インチ、約８インチ、約１０インチ、約１２インチ、又は約１４インチを超えない。

一実施形態では、電極をわずかに傾けると、不均等な溶存酸素効果を相殺するのに役立つ可能性がある。電極間の間隔が一定しないと、これも破壊的であり得る。電極の表面間の間隔をより接近して配置すると、電流は有意に高くなり、これらの領域における過剰処理の原因となり、またより距離が置かれた表面から電流を奪い、適正な反応を阻害する。電極間隔が一定しないと、それは一定しない予測不能な結果も引き起こしかねない。

アノード１１６及びカソード１１４は、一般的に円筒形状であり得るが、標的流体の適正な電気分解を可能にし得るその他の形状も想定可能である。その他の形状として、楕円形の断面、正方形の断面、長方形の断面、三角形の断面、星型形状の断面、トルクス（登録商標）形状の断面等を有する形状を挙げることができるが、これらに限定されない。

アノード１１６及びカソード１１４は、セルから実質的に漏水させることなく、電極をその場に十分保持することができる任意の手段を用いてセル１００内に保持可能である。例えば、一実施形態では、アノード１１６及びカソード１１４は、その場に保持するためにセル１００内の事前に設けられたネジ穴にネジ止め可能である。かかる実施形態では、電極の反対側は、ガスケットにより上部プレート１０２又は底部プレート１０６に適合する固定プレートと嵌合するｏ−リングを用いて摩擦適合可能である。かかる形態は、単純且つ効率的な電極交換を可能にする。例えば、電極を除去するには、電極プラグを取り外し、ねじを緩め、セル１００から単に引き出せばよい。新たな電極を取り付けるには、逆の操作を実施すればよい。一実施形態では、液体がアノード１１６を通じてインプットされる場合、電極のネジ側は、液体のインプットポートとしても機能し得る。

各電極を通じて流れる電流は、約０．０１アンペア、約０．０５アンペア、約０．０５アンペア、約１アンペア、約２アンペア、約３アンペア、約４アンペア、約５アンペア、約６アンペア、約７アンペア、約８アンペア、約９アンペア、約１０アンペア、約１１アンペア、約１２アンペア、約１３アンペア、約１４アンペア若しくは約１５アンペア、約０．０１アンペアから約１５アンペアの間、約０．５アンペアから約１４アンペアの間、少なくとも約０．０１アンペア、少なくとも約０．０５アンペア、少なくとも約０．５アンペア、又は任意のこれらの数値を用いて生み出される任意の範囲であり得る。

一実施形態では、各カソード１１４は、同一電圧により駆動可能であり、各カソード１１４は、異なる電圧、又はその組合せにより駆動可能である。同じことは、アノードにも言える。一実施形態では、各アノード１１６は、同一電圧により駆動可能であり、各アノード１１６は、異なる電圧、又はその組合せにより駆動可能である。ふさわしい電圧は、約１Ｖ、約５Ｖ、約１０Ｖ、約１５Ｖ、約２０Ｖ、約２５Ｖ、約３０Ｖ、約３５Ｖ、約４０Ｖ、約５０Ｖ、少なくとも約５Ｖ、少なくとも約２５Ｖ、約１Ｖから約５０Ｖの間、約２０Ｖから約４０Ｖの間、最大で約４０Ｖ、最大で約３０Ｖ、最大で約２５Ｖ、又は最大で約２０Ｖであり得る。

溶液は、電気化学プロセス期間中、冷却され得る。このプロセス期間中の温度は、約０℃、約１℃ 約２℃ 約３℃ 約４℃ 約５℃ 約６℃ 約７℃、約８℃、約９℃、約１０℃、約１１℃、約１２℃、約０℃から約１０℃の間、約０℃から約５℃の間、約５℃から約１０℃の間、約０℃から約７℃の間、又は約２℃から約５℃の間であり得る。一実施形態では、冷却後の溶液の温度は、約４．５℃から約５．８℃の間であり得る。

セル１００は、液体を電気分解する２つ以上の分離したチャンバーをさらに含み得る。例えば、セル１００は、１つ又は複数のカソード１１４を収納する第１のチャンバー１１８、及び１つ又は複数のアノード１１６を収納する第２のチャンバー１２０を含み得る。第１のチャンバー１１８と第２のチャンバー１２０の両方とも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２以上のサブチャンバーに分割可能、又は１つの大型のチャンバーのままであり得る。図３に示すように、第２のチャンバー１２０は、第１サブチャンバー１２２、第２サブチャンバー１２４及び第３サブチャンバー１２６に均等に分割可能である。

第１のチャンバー１１８は、上部プレート１０２の内部表面、底部プレート１０６の内部表面、周辺を取り巻く本体リング１０４の内部表面、及び第２のチャンバー外壁１２９の間に形成可能である。

第２のチャンバー１２０は、第１サブチャンバー１２２、第２サブチャンバー１２４及び第３サブチャンバー１２６等の複数のサブチャンバーを含み得るが、１つ又は複数のアノード１１６を取り巻く空間も含み得る。例えば、図３及び５に示すように、アノード１１６は、電気分解空間１２８により取り囲まれ得る。電気分解空間１２８は、第２のチャンバー１２０内を満たし得る、第２のチャンバー１２０の一部とみなし得る、及び／又は第２のチャンバー１２０と液絡し得る。一実施形態では、電気分解空間１２８は、オーバーフローポート１３０により第２のチャンバー１２０と連結可能である。

オーバーフローポート１３０は、第２のチャンバー１２０の最上部分に存在し、液体は重力により電気分解空間内にできる限り長時間保持される。一実施形態では、液体は、アノード１１６を経由して第２のチャンバー１２０に進入し得る。１つ又は複数の進入孔１３２が、アノード１１６上に位置し得る。１つ又は複数の孔１３２の形態は、電気分解空間１２８内の液体の流れを決定づけ得る。例えば、孔１３２は、電気分解空間１２８内でボルテックスを形成するように構成され得る。

この場合もやはり、重力により、オーバーフローポート１３０から溢れて流出する前、液体を電気分解するのに十分な時間、液体は電気分解空間１２８内に保持可能である。例えば、液体は、約０．１秒、約０．５秒、約０．７秒、約０．８秒、約０．８秒、約０．９秒、約１秒、約２秒、約３秒、約４秒、約５秒、約６秒、約７秒、約８秒、約９秒、約１０秒、約１５秒、約２０秒、約２５秒、約３０秒、約３５秒、約４０秒、約４５秒、約５０秒、約６０秒、少なくとも約０．１秒、少なくとも約１秒、少なくとも約４秒、少なくとも約５秒、少なくとも約６秒、少なくとも約７秒、少なくとも約８秒、少なくとも約９秒、少なくとも約１０秒、少なくとも約１５秒、少なくとも約２０秒、少なくとも約２５秒、少なくとも約３０秒、約０．１秒から約１０秒の間、約１秒から約３０秒の間、約０．１秒から約５秒の間、約５秒から約３０秒の間、又は約１秒から約６０秒の間、保持され得る。

さらに、電気分解空間１２８は固定した容量を有するので、液体は、アノード表面から固定した距離以内に上記した時間、保持可能である。例えば液体は、アノード表面から約１／６４インチ、約１／３２インチ、約１／１６インチ、約１／８インチ、約１／４インチ、約１／２インチ、約３／４インチ、約１インチ、約２インチ、約３インチ、約４インチ、約５インチ、約６インチ、少なくとも約１／６４インチ、最大で約１／３２インチ、最大で約１／１６インチ、最大で約１／８インチ、最大で約１/４インチ、最大で約１／２インチ、最大で約３／４インチ、最大で約１インチ、最大で約２インチ、最大で約３インチ、最大で約４インチ、最大で約５インチ、最大で約６インチ、約１／６４インチから約６インチの間、約１／２インチから約２インチの間、又は約１インチから約２インチの間の内側に保持可能である。

１つ又は複数の電極において過剰の反応種が蓄積すると、それは過剰処理及び電極近傍における望ましくない反応生成物の蓄積の原因となり得る。したがって、本装置は少なくとも１組の電極を通過する反応物質の一定均質な流れを提供する。

電気分解された液体は、１つ又は複数のアウトプットポート１３４を経由して第２のチャンバー１２０から取り出すことができる。アウトプットポート１３４は、上部プレート１０２に位置する、又は起点を有し得る。第２のチャンバー１２０は、電気分解された液体が、必要に応じてセルにより取り出し可能なように、任意の数のアウトプットポート１３４を含み得る。例えば、第２のチャンバー１２０は、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０個以上のアウトプットポート１３４を含み得る。一実施形態では、第２のチャンバー１２０は、３個のアウトプットポート１３４を含み得る。別の実施形態では、第２のチャンバー１２０は、第１サブチャンバー１２２、第２サブチャンバー１２４、及び第３サブチャンバー１２６を含み、それぞれが単一のアウトプットポート１３４を含んでいる。

アノード１１６上の進入孔１３２は、液体源より供給を受けることができる。インプット１３６は、アノード１１６の上部又は底部端部に位置し得る。一実施形態では、インプット１３６は、アノード１１６の底部に位置することができ、進入孔１３２に直接供給可能である。

インプット１３６とは反対側のアノード１１６の端部には、電気分解アノード連結ポイント１３８が位置し得る。電気分解アノード連結ポイント１３８は、適切に充電された電源に接続するように構成され得る。

アノード１１６の向かいにカソード１１４がある。アノード１１６とカソード１１４との間には、メンブレン１４０があり得る。メンブレン１４０は、選択的であり得る。メンブレン１４０は、任意の種類の選択的透過性メンブレン又はイオン交換メンブレンであり得る。イオン交換メンブレンとして、陽イオン交換メンブレン、陰イオン交換メンブレン、両極性メンブレン、及び電荷モザイクメンブレンを挙げることができる。代表的なメンブレンとして、ヒドロキシルイオン交換メンブレンを挙げることができる。選択的透過性メンブレンは、ある種のイオン（例えば、陰イオン又は陽イオン）のみが流通するのを可能にすると考えられる。かかる選択的透過性メンブレンは、陰イオンと陽イオンとを分離することができる。

一実施形態では、メンブレン１４０は、選択的透過性メンブレン又はイオン交換メンブレンであり、イオンの透過を可能にするが、水は通さない。メンブレン１４０は、特定の電気分解スキーム用として選択される場合もある。

メンブレン１４０は、第１のチャンバー１１８と第２のチャンバー１２０との間に完全なバリアを提供することができる。又は、一実施形態では、任意の数のより小さなメンブレンが、対の電極間で利用可能である。例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９又は２０個のメンブレンが利用可能である。いくつかの実施形態では、２つ以上の異なるメンブレンが各組の電極間で利用可能である。その他の実施形態では、サブチャンバーが異なれば、異なる構成部材の組み込みを可能にするために、異なるメンブレンが第１のチャンバー１１８と各サブチャンバーとの間で利用可能である。

いくつかの実施形態では、第１のチャンバー１１８と第２のチャンバー１２０との間で、メンブレンは不要である。メンブレンがなければ、イオンはカソード１１４とアノード１１６との間を自由に移動する。また、移動イオンと反応生成物は、衝突し、混合され、必要に応じて反応し得るが、メンブレンがある場合は、これらのイオンと生成物は相互作用し得ない。いくつかの実施形態では、メンブレンが用いられる場合、第１のチャンバー１１８及び第２のチャンバー１２０のアウトプットが混合されると、これらのイオンと生成物は相互作用し得る。

第１のチャンバー１１８への進入孔１４２には、進入孔１３２に供給される液体供給源と同一の供給源、又は独立した供給源から供給可能である。進入孔１４２は、セル１００の上部又は底部に位置し得る。一実施形態では、進入孔１４２は、底部プレート１０６に位置し得る。いくつかの実施形態では、進入孔１４２は、周辺を取り巻く本体リング１０４に埋め込まれ、セル１００の周辺部に位置し得る。標的液体の十分な電気分解を可能にする任意の数の進入ポート１４２が、第１のチャンバー１１８に含まれ得る。例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９又は２０個の進入ポートが利用可能である。

各カソード１１４は、電気分解カソード連結ポイント１４４を含み得る。電気分解カソード連結ポイント１４４は、適切に充電された電源に接続するように構成され得る。

電気分解された液体は、１つ又は複数のアウトプットポート１４６を経由して第１のチャンバー１１８から取り出すことができる。アウトプットポート１４６は、適正な電気分解を可能にする、セル１００の任意の表面に位置する又は起点を有し得る。一実施形態では、アウトプットポート１４６は、上部プレート１０２を経由する起点を有し得る。第１のチャンバー１１８は、電気分解された液体が必要に応じてセルにより取り出し可能な、任意の数のアウトプットポート１４６を含み得る。例えば、第１のチャンバー１１８は、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０個、又はこれ以上のアウトプットポート１４６を含み得る。一実施形態では、第１のチャンバー１１８は、３個のアウトプットポート１４６を含み得る。別の実施形態では、第１のチャンバー１１８は、６個のアウトプットポート１４６を含み得る。

一実施形態では、第１のチャンバー１１８を起点とするアウトプットポート１４６、及び第２のチャンバー１２０を起点とするアウトプットポート１３４は、異なる生成物保持タンクへの供給が可能である。別の実施形態では、第１のチャンバー１１８を起点とするアウトプットポート１４６、及び第２のチャンバー１２０を起点とするアウトプットポート１３４は、同一の生成物保持タンク（複数可）への供給が可能である。換言すれば、一実施形態では、第１のチャンバー１１８から取り出される生成物、及び第２のチャンバー１２０から取り出される生成物は、最終生成物として混合可能である。

第１のチャンバー１１８を起点とするアウトプットポート１４６、及び第２のチャンバー１２０を起点とするアウトプットポート１３４は、顕著な漏損なくセル１００への液体の移送及びセル１００からの液体の移送を可能にする任意の様々な連結システムであり得る。例えば、アウトプットポート１４６及びアウトプットポート１３４は、プラスチックチューブ、ゴムチューブ、ガラスチューブ、又は金属チューブと連結可能である。連結の種類として、プラスチック、金属、ゴム、又はそれらの組合せから形成されるタケノコ継手、押し込み嵌め、クリンプフィッティング、スクリューオンフィッティング、クイックリリースフィッティング等を挙げることができる。さらに、連結は、漏損を防止するために、必要に応じてガスケット又はｏ−リングを含み得る。

第１のチャンバー１１８を通過する流速は、所望の生成物を形成するのに十分な電気分解時間が得られる任意の流速であり得る。第１のチャンバー１１８を通過する流速は、約０．５ガロン／時間、約１ガロン／時間、約５ガロン／時間、約１０ガロン／時間、約１５ガロン／時間、約２０ガロン／時間、約３０ガロン／時間、約４０ガロン／時間、約５０ガロン／時間、約６０ガロン／時間、約７０ガロン／時間、約８０ガロン／時間、約９０ガロン／時間、約１００ガロン／時間、約２００ガロン／時間、約３００ガロン／時間、約４００ガロン／時間、約５００ガロン／時間、約６００ガロン／時間、約７００ガロン／時間、約８００ガロン／時間、約９００ガロン／時間、約１，０００ガロン／時間、約１，１００ガロン／時間、約１，２００ガロン／時間、約１，３００ガロン／時間、約１，４００ガロン／時間、約１，５００ガロン／時間、約１，６００ガロン／時間、約１，７００ガロン／時間、約１，８００ガロン／時間、約１，９００ガロン／時間、約２，０００ガロン／時間、約２，１００ガロン／時間、約２，２００ガロン／時間、約２，３００ガロン／時間、約２，４００ガロン／時間、約２，５００ガロン／時間、又はそれ以上であり得る。一実施形態では、流速は、約２０ガロン／時間であり得る。

第２のチャンバー１２０を通過する流速は、所望の生成物を形成するのに十分な電気分解時間が得られる任意の流速であり得る。第１のチャンバー１１８を通過する流速は、０．５ガロン／時間、約１ガロン／時間、約５ガロン／時間、約１０ガロン／時間、約１５ガロン／時間、約２０ガロン／時間、約３０ガロン／時間、約４０ガロン／時間、約５０ガロン／時間、約６０ガロン／時間、約７０ガロン／時間、約８０ガロン／時間、約９０ガロン／時間、約１００ガロン／時間、約２００ガロン／時間、約３００ガロン／時間、約４００ガロン／時間、約５００ガロン／時間、約６００ガロン／時間、約７００ガロン／時間、約８００ガロン／時間、約９００ガロン／時間、約１，０００ガロン／時間、約１，１００ガロン／時間、約１，２００ガロン／時間、約１，３００ガロン／時間、約１，４００ガロン／時間、約１，５００ガロン／時間、約１，６００ガロン／時間、約１，７００ガロン／時間、約１，８００ガロン／時間、約１，９００ガロン／時間、約２，０００ガロン／時間、約２、１００ガロン／時間、約２，２００ガロン／時間、約２，３００ガロン／時間、約２，４００ガロン／時間、約２，５００ガロン／時間又はそれ以上であり得る。一実施形態では、流速は、約２０ガロン／時間であり得る。

第１のチャンバー１１８及び第２のチャンバー１２０を通過する流速は、同一であっても、又は異なってもよい。一実施形態では、第１のチャンバー１１８を通過する流速は、第２のチャンバー１２０を通過する流速より速い。いくつかの実施形態では、第２のチャンバー１２０の各サブチャンバーは、異なる流速を有しても、又は同一の流速を有してもよい。例えば、サブチャンバー毎に生成物が異なるのが望ましい場合には、異なる生物学的反応種を生成するのに、異なる流速が利用可能である。

第１のチャンバー１１８に由来する生成物、及び第２のチャンバー１２０に由来する生成物は、約１：１の比で混合可能である。しかし、２つの生成物は、１：１の比で混合する必要がない場合もある。例えば、比は、約１００：１、約５０：１、約２５：１、約１５：１、約１０：１、約５：１、約２：１、約１：１、約１：２、約１：５、約１：１０、約１：１５、約１：２５、約１：５０、又は約１：１００であり得る。

一実施形態では、複数のアウトプットポート１３４は、１つの生成物アウトプット場所に併合可能である。別の実施形態では、複数のアウトプットポート１４６は、異なる１つの生成物アウトプット場所に併合可能である。なおも別の実施形態では、複数のアウトプットポート１３４及び複数のアウトプットポート１４６は、単一の生成物アウトプット場所に併合可能である。

一実施形態では、第１サブチャンバー１２２、第２サブチャンバー１２４及び第３サブチャンバー１２６はそれぞれ、異なる生成物を形成するのに利用可能である。又は、その他の実施形態では、２つのサブチャンバーが、１つの生成物を作製するのに利用可能であり、また他のサブチャンバーは、異なる生成物を作製するのに利用可能である。なおも他の実施形態では、３個より多くの又は少ないサブチャンバーが利用可能である。例えば、セル１００が１２個のアノードを含む場合、各アノードは、１２個のサブチャンバーが設けられた分離したサブチャンバーに供給可能である。

別の事例的実施形態では、各サブチャンバーが、異なる生成物を作製するのに用いられる場合には、各生成物は、第１のチャンバー１１８に由来する生成物と混合される場合もあれば、又は混合されない場合もある。チャンバー１１８に由来する生成物と混合される場合には、各サブチャンバーは、各サブチャンバーに対して、及び第１のチャンバー１１８に由来する生成物に対して所望の比で混合可能である。

いくつかの実施形態では、アノード及びカソードは物理的に切替え可能であり、こうしてカソードとアノードとの間の相対的な極性を逆転させることができる。その他の実施形態では、カソード及びアノードの極性は、簡単に逆転可能である。アノードとカソードとを切り替える場合、カソードは、その表面においてインプットと共に形成可能であるが、アノードは、その表面上にインプットを含むことはできない。

同一の又は異なる電圧が、所望の最終生成物に応じて、各電極又は各サブチャンバーに印加可能である。例えば、あるサブチャンバーに関連する電極により高い電圧が印加可能であり、異なるサブチャンバーと関連する電極にはより低い電圧が印加可能である。

電圧が電極（例えば、アノード１１６及びカソード１１４）に印加されると、電極間の電場は、イオンの移動を引き起こす。陰イオンは、アノードに向かって、また陽イオンはカソードに向かって移動可能である。これは、電極間での反応物質と生成物との必要な交換を可能にする。

任意の電源がセル１００にエネルギーを提供するのに利用可能である。一実施形態では、変調電流を提供する電源が利用可能である。別の実施形態では、従来型のＤＣ電源の代わりにＡＣリップルを備えた電源が利用可能である。例えば、電気は壁から進入可能であり、また整流器により脈流電流に変換可能である。単波又は半波整流器が利用可能である。単波又は半波整流とは、ＡＣ波のプラス側又はマイナス側の半分のいずれかを通し、他方の半分を遮断するような状況であり得る。これは、１つのダイオードのみを用いて実施可能である。換言すれば、整流器は脈動波形又はスパイキング波形の電流を作り出すことができる。換言すれば、電流の電圧は、ゼロからプラスの数値まで、１秒間当たり多数回変調することができる。電圧が０Ｖまで低下すると、イオンは、解離／移動し、そして次回の電圧増加前に再構成し得る。電圧のスパイキングは、変動する範囲の周波数が多くの異なる種類の化合物及び／又はイオンに影響を及ぼすのを可能にする、及び／又は促進することができる。一実施形態では、電流は整流後の電流である。

アノード及びカソードに電圧を提供する電源内において、パルス電位が提供可能である。パルス電位を提供することができる整流電源内にフィルターキャパシタがないと、１秒当たり約１２０回、電圧がゼロまで低下する原因となり得、その結果、交流電力線が極性を変化させるとハードスパイクを引き起こす。このハードスパイクは、フーリエ変換に基づき、幅広い周波数帯域を放射することができる。一実施形態では、電圧は、１秒間に約１２０回、高い電位からゼロまで変化し得る。その他の実施形態では、電圧は、１秒間に約１，０００回、１秒間に約５００回、１秒間に約２００回、１秒間に約１５０回、１秒間に約１２０回、１秒間に約１００回、１秒間に約８０回、１秒間に約５０回、１秒間に約４０回、１秒間に約２０回、１秒間に約２００回から１秒間に約２０回の間、１秒間に約１５０回から１秒間に約１００回の間、少なくとも１秒間に約１００回、少なくとも１秒間に約５０回、又は少なくとも１秒間に約１２０回、高い電位からゼロまで変化し得る。この電力変調は、電極による全電圧サンプリングを可能にすることができ、また形成分子の分子内共鳴を励起するための十分な周波数帯域幅も提供することができる。電圧が非常に低いと、その時間、類似した電荷を有するイオンが電極に近接し得るような、低電場環境も提供することができる。これらの因子すべてが一緒になって、フリーラジカルを生成及び保つ能力を有する安定な複合体を形成する可能性を提供し得る。

図６は、電極における様々な分子の生成に関する事例的な図を示す。電極間に記載する分子は、初期の反応物質を表し、また電極の外部に示す物質は、電極において生成する分子／イオン及びそれらの電極電位を表す。図はいくつかの生成段階に分割されており、各生成段階は後続する生成段階の生成物に依存する。

この電気分解プロセスの最終生成物は、塩含有溶液内で反応して多くの異なる化学物質を生成することができる。本明細書に記載する組成物及び飲料物は、１つ又は複数のこれらの化学物質を含み得る。これらの最終生成物として、超酸化物：Ｏ₂ ^*-、ＨＯ₂ ^*；次亜塩素酸化物：ＯＣｌ^-、ＨＯＣｌ、ＮａＯＣｌ；亜塩素酸化物：ＨＣｌＯ₂、ＣｌＯ₂、ＨＣｌＯ₃、ＨＣｌＯ₄；酸素誘導体：Ｏ₂、Ｏ₃、Ｏ₄ ^*-、１Ｏ；水素誘導体：Ｈ₂、Ｈ^-；過酸化水素：Ｈ₂Ｏ₂；ヒドロキシルフリーラジカル：ＯＨ^*-；イオン性化合物：Ｎａ⁺、Ｃｌ^-、Ｈ⁺、ＯＨ^-、ＮａＣｌ、ＨＣｌ、ＮａＯＨ；塩素：Ｃｌ₂；及び水クラスター：イオン周囲のｎ^*Ｈ₂Ｏにより誘発された双極子層を挙げることができるが、これらに限定されない。

電流が溶液を十分な時間通過した後、電気分解された溶液が、有益な特性を備えて生み出され得る。第１のチャンバー１１８から流出する液体は、約６．０、約６．５、約７．０、約７．１、約７．２、約７．３、約７．４、約７．５、約７．６、約７．８、約８．０、約８．２、約８．４、約８．８、約９．２、約９．６、約１０、約１１、約７．２から約１０の間、又は約７．３から９．０の間の比較的高いｐＨを有し得る。一実施形態では、第１のチャンバー１１８から流出する液体は、中性のｐＨを有し得る。第２のチャンバー１２０から流出する液体は、約８．０、約７．９、約７．８、約７．７、約７．６、約７．５、約７．４、約７．３、約７．２、約７．０、約６．８、約６．６、約６．４、約６．０、約５．６、約５．２、約４、約３、約７．６から約３の間、又は約７．５から６．０の間の比較的低いｐＨを有し得る。一実施形態では、第２のチャンバー１２０から流出する液体は、中性のｐＨを有し得る。記載するように、第１のチャンバー１１８から流出する液体、及び第２のチャンバー１２０から流出する液体は、混合可能である。得られた混合後の生成物は、約６．０、約６．５、約７．０、約７．１、約７．２、約７．３、約７．４、約７．５、約７．６、約７．８、約７．９、約８．０、約８．１、約８．２ 約８．３、約８．４、約７．０から約７．８の間、又は約７．２から７．６の間のｐＨを有し得る。一実施形態では、混合後の生成物のｐＨは中性である。別の実施形態では、ｐＨは約８．０１である。いくつかの実施形態では、ｐＨは７．４を上回る。いくつかの実施形態では、ｐＨは酸性ではない。その他の実施形態では、溶液は、約７．５未満のｐＨを有し得る。ｐＨは塩基性でなくてもよい。溶液は、保管可能、及び又は特定の特性について試験可能である。

その他の実施形態では、装置に進入する液体、装置から流出する液体、又は最終生成物のｐＨは、変更可能である。例えば、溶液のｐＨは、塩基を用いて高めること、又は酸を用いて下げることができる。

いくつかの実施形態では、記載する生成物には有機物質が実質的に存在しない。有機物質を実質的に含まないとは、総有機物質が約０．１ｐｐｔ未満、約０．０１ｐｐｔ未満、約０．００１ｐｐｔ未満、又は約０．０００１ｐｐｔ未満であり得る。

混合後の生成物の塩素濃度は、約５ｐｐｍ、約１０ｐｐｍ、約１５ｐｐｍ、約２０ｐｐｍ、約２１ｐｐｍ、約２２ｐｐｍ、約２３ｐｐｍ、約２４ｐｐｍ、約２５ｐｐｍ、約２６ｐｐｍ、約２７ｐｐｍ、約２８ｐｐｍ、約２９ｐｐｍ、約３０ｐｐｍ、約３１ｐｐｍ、約３２ｐｐｍ、約３３ｐｐｍ、約３４ｐｐｍ、約３５ｐｐｍ、約３６ｐｐｍ、約３７ｐｐｍ、約３８ｐｐｍ、約３８ｐｐｍ未満、約３５ｐｐｍ未満、約３２ｐｐｍ未満、約２８ｐｐｍ未満、約２４ｐｐｍ未満、約２０ｐｐｍ未満、約１６ｐｐｍ未満、約１２ｐｐｍ未満、約５ｐｐｍ未満、約３０ｐｐｍから約３４ｐｐｍの間、約２８ｐｐｍから約３６ｐｐｍの間、約２６ｐｐｍから約３８ｐｐｍの間、約２０ｐｐｍから約３８ｐｐｍの間、約５ｐｐｍから約３４ｐｐｍの間、約１０ｐｐｍから約３４ｐｐｍの間、又は約１５ｐｐｍから約３４ｐｐｍの間であり得る。一実施形態では、塩素濃度は約３２ｐｐｍである。別の実施形態では、塩素濃度は約４１ｐｐｍ未満である。

混合後の生成物の塩類濃度は、約０．１０％ｗ／ｖ、約０．１１％ｗ／ｖ、約０．１２％ｗ／ｖ、約０．１３％ｗ／ｖ、約０．１４％ｗ／ｖ、約０．１５％ｗ／ｖ、約０．１６％ｗ／ｖ、約０．１７％ｗ／ｖ、約０．１８％ｗ／ｖ、約０．１９％ｗ／ｖ、約０．２０％ｗ／ｖ、約０．３０％ｗ／ｖ、約０．４０％ｗ／ｖ、約０．５０％ｗ／ｖ、約０．６０％ｗ／ｖ、約０．７０％ｗ／ｖ、約０．１０％ｗ／ｖから約０．２０％ｗ／ｖの間、約０．１１％ｗ／ｖから約０．１９％ｗ／ｖの間、約０．１２％ｗ／ｖから約０．１８％ｗ／ｖの間、約０．１３％ｗ／ｖから約０．１７％ｗ／ｖの間、又は約０．１４％ｗ／ｖから約０．１６％ｗ／ｖの間であり得る。

混合後の生成物は、ヒト細胞内及び周辺に見出される天然の塩水化合物の酸化還元シグナリング分子組成物を模倣する、純粋な塩類の電気分解生成物及び／又は触媒生成物を一般的に含み得る。生成物は、異なる生物学的媒体の分子組成物を模倣又は反映するように精密に調整可能である。生成物には、塩素以外の反応種が存在し得る。記載するように、本明細書に記載する生成物及び飲料物中に存在する種として、Ｏ₂、Ｈ₂、Ｃｌ₂、ＯＣｌ^-、ＨＯＣｌ、ＮａＯＣｌ、ＨＣｌＯ₂、ＣｌＯ₂、ＨＣｌＯ₃、ＨＣｌＯ₄、Ｈ₂Ｏ₂、Ｎａ⁺、Ｃｌ^-、Ｈ⁺、Ｈ^-、ＯＨ^-、Ｏ₃、Ｏ₄ ^*-、¹Ｏ、ＯＨ^*-、ＨＯＣｌ−Ｏ₂ ^*-、ＨＯＣｌ−Ｏ₃、Ｏ₂ ^*-、ＨＯ₂ ^*、ＮａＣｌ、ＨＣｌ、ＮａＯＨ、及び水クラスター：イオン周辺のｎ^*Ｈ₂Ｏにより誘発された双極子層、いくつかの変化物を挙げることができるが、これらに限定されない。

一実施形態では、生成物は、ＯＣｌ^-、ＨＯＣｌ、ＮａＯＣｌ、ＨＣｌＯ₂、ＣｌＯ₂、ＨＣｌＯ₃、ＨＣｌＯ₄、Ｈ₂Ｏ₂、Ｈ⁺、Ｈ^-、ＯＨ^-、Ｏ₃、Ｏ₄ ^*-、¹Ｏ、ＯＨ^*-、ＨＯＣｌ−Ｏ₂ ^*-、ＨＯＣｌ−Ｏ₃、Ｏ₂ ^*-、及びＨＯ₂ ^*を含み得る。

一実施形態では、生成物は、ＯＣｌ^-、ＣｌＯ₂、ＨＣｌＯ₃、ＨＣｌＯ₄、Ｈ₂Ｏ₂、Ｈ⁺、Ｈ^-、ＯＨ^-、Ｏ₃、Ｏ₄ ^*-、¹Ｏ、ＯＨ^*-、ＨＯＣｌ−Ｏ₂ ^*-、ＨＯＣｌ−Ｏ₃、Ｏ₂ ^*-、及びＨＯ₂ ^*を含み得る。

一実施形態では、生成物は、ＯＣｌ^-、ＣｌＯ₂、Ｈ₂Ｏ₂、Ｈ⁺、Ｈ^-、ＯＨ^-、Ｏ₃、Ｏ₄ ^*-、¹Ｏ、ＯＨ^*-、ＨＯＣｌ−Ｏ₂ ^*-、ＨＯＣｌ−Ｏ₃、Ｏ₂ ^*-、及びＨＯ₂ ^*を含み得る。

一実施形態では、生成物は、ＯＣｌ^-、ＯＨ^-、Ｏ₃、Ｏ₄ ^*-、ＯＨ^*-、ＨＯＣｌ−Ｏ₂ ^*-、ＨＯＣｌ−Ｏ₃、Ｏ₂ ^*-、及びＨＯ₂ ^*を含み得る。

一実施形態では、生成物は、ＯＣｌ^-、Ｏ₃、Ｏ₄ ^*-、ＯＨ^*-、ＨＯＣｌ−Ｏ₂ ^*-、ＨＯＣｌ−Ｏ₃、及びＯ₂ ^*-を含み得る。

一実施形態では、生成物は、Ｏ₄ ^*-、ＯＨ^*-、ＨＯＣｌ−Ｏ₂ ^*-、Ｏ₂ ^*-、及びＨＯ₂ ^*を含み得る。

一実施形態では、生成物は、Ｏ₂ ^*-、及びＨＯ₂ ^*を含み得る。

一実施形態では、生成物は、安定化したＯ₂ ^*-を含み得る。

一実施形態では、生成物は、ＯＣｌ^-、Ｈ^-、ＯＨ^-、Ｏ₄ ^*-、¹Ｏ、ＯＨ^*-、ＨＯＣｌ−Ｏ₂ ^*-、Ｏ₂ ^*-、及びＨＯ₂ ^*を含み得る。

生成物を作製するのに用いられるパラメーターに応じて、異なる成分が異なる濃度で存在し得る。一実施形態では、生成物は、約０．１ｐｐｔ、約０．５ｐｐｔ、約１ｐｐｔ、約１．５ｐｐｔ、約２ｐｐｔ、約２．５ｐｐｔ、約３ｐｐｔ、約３．５ｐｐｔ、約４ｐｐｔ、約４．５ｐｐｔ、約５ｐｐｔ、約６ｐｐｔ、約７ｐｐｔ、約８ｐｐｔ、約９ｐｐｔ、約１０ｐｐｔ、約２０ｐｐｔ、約５０ｐｐｔ、約１００ｐｐｔ、約２００ｐｐｔ、約４００ｐｐｔ、約１，０００ｐｐｔ、約０．１ｐｐｔから約１，０００ｐｐｔの間、約０．１ｐｐｔから約１００ｐｐｔの間、約０．１ｐｐｔから約１０ｐｐｔの間、約２ｐｐｔから約４ｐｐｔの間、少なくとも約０．１ｐｐｔ、少なくとも約２ｐｐｔ、少なくとも約３ｐｐｔ、最大で約１０ｐｐｔ、又は最大で約１００ｐｐｔのＯＣｌ^-を含み得る。いくつかの実施形態では、ＯＣｌ^-は、約３ｐｐｔで存在し得る。その他の実施形態では、ＯＣｌ^-は、飲料物中において支配的な塩素含有種であり得る。

いくつかの実施形態では、ヒドロキシルラジカルは、ラジカル複合体を形成することにより、生成物中で安定化し得る。ラジカル複合体は、水素結合により一体的に保持可能である。生成物中に存在し得る別のラジカルが、ＯＯＨ・ラジカルである。なおもその他のラジカル複合体として、ニトロキシル−過酸化物ラジカル（ＨＮＯ−ＨＯＯ^*）及び／又は次亜塩素酸−過酸化物ラジカル（ＨＯＣｌ−ＨＯＯ^*）を挙げることができる。

一実施形態では、生成物は、ＨＮＯ−ＨＯＯ^*を含み得る。

一実施形態では、生成物は、ＨＯＣｌ−ＨＯＯ^*を含み得る。

一実施形態では、生成物は、ＨＮＯ−ＨＯＯ^*及びＨＯＣｌ−ＨＯＯ^*を含み得る。

フルオレッセンスフォトスペクトロスコピーにより検出される生成物中の反応種の濃度は、経時で大幅に減少することはあり得ない。結合型のＨＯＣｌ−^*Ｏ₂ ^-複合体は、室温で存在し得る。分子複合体は、反応種の揮発成分を保存することができる。例えば、分子複合体に起因して全血中に反応種が濃縮すると、時間経過と共に反応種が分解するのを防止することができる。

一実施形態では、生成物は、ＨＯＣｌ−^*Ｏ₂ ^-を含む。

一実施形態では、生成物は、ＨＮＯ−ＨＯＯ^*、ＨＯＣｌ−ＨＯＯ^*、及びＨＯＣｌ−^*Ｏ₂ ^-を含み得る。

反応種及び生物学的反応種は、「還元種」（ＲＳ）及びＲＯＳにさらに分割され得る。反応種は、強制的電子供与プロセスを通じて再構成されたときには、水分子と塩化物塩イオンから形成され得る。塩含有水中の低分子エネルギー構成に由来する電子は、より高い、より反応性の分子構成にせしめられ得る。電子が奪われてしまった種は、「電子に飢えている（electron hungry）」と考えられ、またＲＳと呼ばれ、そしてしかるべき条件下で電子受容体（又はプロトン供与体）に容易になり得る。高エネルギー電子を取得する種は、電子供与体となり得、またＲＯＳと呼ばれ、そしてしかるべき条件下でこれらの電子を活発に放出し得る。

生成物は、生活向上飲料物となり得、また消費者に出荷するために、必要に応じて保管及び瓶詰め可能である。生活向上飲料物は、約５日、約３０日、約３カ月、約６カ月、約９カ月、約１年、約１．５年、約２年、約３年、約５年、約１０年、少なくとも約５日、少なくとも約３０日、少なくとも約３カ月、少なくとも約６カ月、少なくとも約９カ月、少なくとも約１年、少なくとも約１．５年、少なくとも約２年、少なくとも約３年、少なくとも約５年、少なくとも約１０年、約５日から約１年の間、約５日から約２年の間、約１年から約５年の間、約９０日から約３年の間、約９０日から約５年の間、又は約１年から約３年の間の貯蔵寿命を有し得る。

生活向上飲料物は、約４オンス、約８オンス、約１６オンス、約３２オンス、約４８オンス、約６４オンス、約８０オンス、約９６オンス、約１１２オンス、約１２８オンス、約１４４オンス、約１６０オンス、又は任意のこれらの数値を用いて生み出される任意の範囲の容量を有するプラスチックボトルに瓶詰め可能である。また、プラスチックボトルは、類似した容量を有するプラスチック製のスクイズ可能なパウチであっても良い。一実施形態では、プラスチック製のスクイズ可能なパウチは、例えば運動活動中の生活向上飲料物の漏損を防止するために一方向弁を有し得る。

瓶詰め期間中、承認を経たバッチに由来する溶液は、バッチへ入ってくる、タンクからの任意のより大きな粒子、塵埃、毛髪等を除去するために、１０ミクロンフィルター（例えば、ポリプロピレン）を経由してポンプ搬送可能である。その他の実施形態では、このようなフィルターは不要である。次に、溶液はボトル内にポンプ搬送可能であり、オーバーフローはバッチに戻る。

ボトルは、一般的に、酸又は酸化剤により溶解され得る任意の色素、金属小片又は化学物質を含有してはならない。用いられるボトル、キャップ、瓶詰フィルター、バルブ、ライン及びヘッドは、酸及び酸化剤のために特に損傷する場合がある。有機接着剤を含むキャップ、酸化しやすいシール又はその他の構成部材は、時間経過と共に生成物を中和し、弱体化させるおそれがあるので、これらは回避してもよい。

本明細書で用いられるボトル及びパウチは、飲料物内に見出されるフリーラジカル種の減衰予防に役立ち得る。その他の実施形態では、記載するボトル及びパウチは、減衰プロセスを助長しない。換言すれば、用いられるボトル及びパウチは、飲料物中のラジカル種に関して不活性であり得る。一実施形態では、容器（例えば、ボトル及び／又はパウチ）は、飲料物中のフリーラジカルにつき、約１０％未満の減衰／月、約９％未満の減衰／月、約８％未満の減衰／月、約７％未満の減衰／月、約６％未満の減衰／月、約５％未満の減衰／月、約４％未満の減衰／月、約３％未満の減衰／月、約２％未満の減衰／月、約１％未満の減衰／月、約１０％の減衰／月から約１％の減衰／月の間、約５％の減衰／月から約１％の減衰／月の間、約１０％の減衰／月、約９％の減衰／月、約８％の減衰／月、約７％の減衰／月、約６％の減衰／月、約５％の減衰／月、約４％の減衰／月、約３％の減衰／月、約２％の減衰／月、又は約１％の減衰／月を可能にし得る。一実施形態では、ボトルは、超酸化物につき約３％の減衰／月しか引き起こさないと考えられる。別の実施形態では、パウチは、超酸化物につき約４％の減衰／月しか引き起こさないと考えられる。

品質保証試験は、バッチが瓶詰めの承認を取得可能となる前にバッチ毎に行ってもよく、又は瓶詰め期間中若しくは後に実施してもよい。完成した各バッチから１６オンスの試料ボトルを採取し、これを分析することができる。重金属又は塩素酸塩等の汚染物質の有無について、判定を実施することができる。次に有効成分のｐＨ、遊離塩素、並びに総塩素濃度及び反応性分子濃度が、フルオロスペクトロスコピー法により分析可能である。これらの結果は、あらゆるサンプルと並行してやはり試験される標準溶液の結果と比較することができる。バッチの結果が、標準溶液と比較してしかるべき範囲内に収まる場合には、合格とみなすことができる。製造プロセスに起因する汚染物質の存否を判定するために、化学色素分光ＭＳ分析法もランダムサンプルについて実施可能である。

飲料物は、摂取により消費され得る。その他の実施形態では、飲料物は、注射液として提供され得る。いくつかの実施形態では、注射は、皮下、管腔内、部位特異的（例えば、癌又は内部病変への注射）、又は筋肉内であり得る。静脈内注射も、望ましいと考えられる。生活向上溶液は、約４オンス、約８オンス、約１６オンス、約３２オンス、約４８オンス、約６４オンス、約８０オンス、約９６オンス、約１１２オンス、約１２８オンス、約１４４オンス、約１６０オンス、又は任意のこれらの数値を用いて生み出される任意の範囲の容量を有するプラスチック製の医療用溶液パウチに包装可能であり、またこれらのパウチは、一般的な静脈内投与システムで利用可能である。

その他の実施形態では、投与は、経口、非経口、局所的、全身的、眼内、皮下、筋肉内、眼窩内、関節内、髄腔内、胸骨内等、それらの組合せ、又は当技術分野において公知の任意のその他の経路であり得る。

一実施形態では、より高容量の塩含有水が電気分解可能となるように、任意の数のセル１００を一体的に連結することができる。例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１２５、１５０、１７５、２００個、又はこれ以上のセルが連結可能である。一実施形態では、少なくとも２個、少なくとも３個、少なくとも４個、少なくとも５個、少なくとも１０個、少なくとも２０個、少なくとも３０個、少なくとも４０個、又は少なくとも５０個のセルが、連結可能である。セルは、直列又は並列させて一体的に連結することができる。

いくつかの実施形態では、連結する場合には、塩含有水、電気分解された水、又はその両方は、電気分解された水の中に特定の一連の構成成分が生成するように必要に応じて、各セル間で、１個置きのセル間で、３個置きのセル間で、４個置きのセル間で、５個置きのセル間で、６個置きのセル間で、７個置きのセル間で、８個置きのセル間で、９個置きのセル間で、１０個置きのセル間で、又は任意の数を置いたセル間で、冷却可能である。一実施形態では、一連の連結したセルを通過する各サイクル後に水を冷却することができる。

また、連結する場合には、１つのセルのアウトプットは、次のセルのインプットであり得る。換言すれば、１０個のセルが連結する場合には、液体はセル１からセル１０まで順にたどって連続して移動する。別の実施形態では、第１のチャンバーを起点とするアウトプットは、連続した各セル間で第２のチャンバーのアウトプットと混合され得る。

塩含有水を電気分解し、本明細書に記載する生成物を形成する方法について記載する。これらの方法は、第１のチャンバー１１８に進入する第１の塩含有水の流れを電気分解するように構成された少なくとも１つのカソード１１４を含む第１のチャンバー１１８に、第１の塩含有水の流れを供給するステップ、及び高ｐＨ生成物を生成するステップを含む。当該方法にはやはり、第２のチャンバー１２０に進入する第２の塩含有水の流れを電気分解するように構成された少なくとも１つのアノード１１６を含む第２のチャンバー１２０に、第２の塩含有水の流れを供給するステップ、及び低ｐＨ生成物を生成するステップが含まれる。第１のチャンバー１１８と第２のチャンバー１２０を分離しているメンブレン１４０を提供しつつ、電圧をカソード１１８とアノード１１６との間に印加して、第１の塩含有水の流れ及び第２の塩含有水の流れを電気分解することが可能である。メンブレン１４０は、水が第１のチャンバー１１８と第２のチャンバー１２０との間を通過するのを阻止するが、イオンの通過は可能なように構成され得る。いくつかの実施形態では、第２のチャンバー１２０は、アノード１１６内に入口１３２を備え、また第２の塩含有水の流れは、当該第２の塩含有水の流れを電気分解するように、アノード１１６の表面から最大でも５インチ以内に少なくとも１秒間存在する。いくつかの実施形態では、高ｐＨ生成物及び低ｐＨ生成物は、混合されて最終生成物となる。

ここで、本明細書に記載する装置及びシステムを用いて生活向上飲料物又は生成物を形成する事例的プロセスについて記載する。当業者は、生活向上飲料物を変更するためにシステムに対して変更を加えることが可能であることを理解し、これらの変更も本発明の記載事項の範囲内である。

総溶解固形分が約８ｐｐｍの精製水を実現するために、入ってくる水は、約１５〜２０℃の温度において逆浸透圧システムにかけることができる。次に、精製水は、約１５〜２０℃の温度で蒸留器に供給され、そして総溶解固形分が約０．５ｐｐｍの蒸留水を実現するように処理される。

生成物を生成するためのシステムは、直接カーボンフィルターに供給可能な水源を含み得る。油、アルコール及びその他の揮発性の化学残留物並びに微粒子をカーボンフィルターにより除去した後、水は、溶解した無機物を除去することができる硬水軟化装置内の樹脂ベッドに導入可能である。次に、上記のように、水は逆浸透圧法システム及び蒸留器を通過することができる。

必要に応じて、蒸留水は、タンクから塩水貯蔵タンクに重力供給可能である。携帯式のメーターが、塩分について蒸留水を試験するのに利用可能である。

次に、塩水貯蔵タンクは、ブラインシステムを用いて塩添加される。ブラインタンクは、蒸留水で充填され、次にＮａＣｌがブラインタンクに、液体１ガロン当たり約５３７．５ｇの比率で添加される。この時点で、水はブラインタンク内を約４日間循環する。

ハンドリングタンクにブラインを添加する前に、水の塩分は、携帯式の伝導度計、例えばＹＳＩ ＥＣＯＳＥＮＳＥ（登録商標）ｅｃｐ３００（ＹＳＩ Ｉｎｃ．，Ｙｅｌｌｏｗ Ｓｐｒｉｎｇｓ、ＯＨ）等を用いて試験することができる。塩分測定値に基づき、任意の補正をこの時点で行うことができる。ブライン溶液は、次に約１０．７５ｇ／ガロンの塩濃度を実現するように、ハンドリングタンクに添加される。塩添加された水は、約１００ガロン／時間の速度で約７２時間以上、ハンドリングタンク内で循環する。この循環は、室温で実施される。携帯式のプローブが、やはり、塩含有溶液の塩分を試験するのに利用可能である。一実施形態では、塩分は約２．８ｐｐｔｈである。

ブライン保持タンク内に塩水を充填し、混合する１つの事例的方法では、タンク内に残る液体の量が測定される。タンク内に残る液体の量は、タンクを支持するフロアからの液体レベルである高さをセンチメーターの単位で記録し、この高さに該当するガロン数を参照することにより測定される。この測定は、タンクが半透明な場合には、タンク外部から行うことができる。次に、アウトプットバルブが閉鎖していることを確認した後、蒸留水をポンプ搬入可能である。次に、保持タンクにポンプ搬入される蒸留水の量は、液体レベルの上昇を測定することにより計算可能である：充填後の高さから当初の高さを減じ、次にこの差異に公知の倍率を掛け算する。

次に、タンクに添加する塩の量は、タンクにすでに添加されている蒸留水１ガロン当たり塩１１グラムを掛け算することにより算出される。塩は、慎重に秤量され、そしてタンクに投入され得る。

次に再循環ポンプを稼働させてタンクを撹拌し、次にタンク上部及び底部のバルブを開放する。液体は、タンク底部から上部にポンプ搬送される。タンクは、その処理の準備が整うまで、３日間撹拌可能である。

６時間より長くタンクを撹拌した後、タンクからサンプルを採取してこれを試験することにより、塩分メーターにて塩分をチェックする。塩分を調整するために、塩又は水を添加することができる。より多くの水又はより多くの塩のいずれかを添加した場合には、次にタンクをさらに６時間撹拌し、そして再度試験する。約３日間撹拌した後、タンクを処理する準備が整う。

次に、塩含有水は冷却される。冷却器が、熱交換器を約０〜５℃に冷却するのに用いられる。塩含有水は、塩含有水の温度が約４．５〜５．８℃になるまで、プロピレングリコールが循環する熱交換器を経由して循環する。

冷却した塩含有水を、次に本明細書に記載するデバイスに移す。各デバイスは、２４個の電極（１２個のカソード及び１２個のアノード）を含む。電極は、チタンから形成された円筒構造であり、また白金でメッキされ得る。低温の塩含有水の電気化学処理は、第１及び第２のチャンバーを通過する、約２０ガロン／時間の速度の連続水流を用いて実施可能である。整流電流電源が、約３０Ｖ以下で電極に電力を供給するのに用いられる。一実施形態では、第１のチャンバーと第２のチャンバーとの間のメンブレンは不要である。別の実施形態では、メンブレンが用いられる。

独立した電流計が、電流を設定するのに利用可能である。

デバイスから流出する流れは収集可能である、又は後続するデバイスを通過可能である。収集される場合、第１のチャンバー及び第２のチャンバーからのアウトプットは、混合可能である。混合後、ｐＨ約７．４、３２ｐｐｍの塩素、１００％のＯＣｌ^-及び１００％のＯ^-2を有する生活向上水が生成される。生活向上水を貯蔵タンクに移し、そこで生活向上水は瓶詰め工程まで待機し、この工程において生活向上水は、生活向上飲料物として消費者に出荷される。

別途明示しない限り、本明細書及び特許請求の範囲で用いられる各成分の分量、分子量等の特性、反応条件等を表すすべての数字は、すべての事例において、用語「約」により修飾されるものと理解される。したがって、否定的な記載がない限り、本明細書及び添付の特許請求の範囲に記載する数値パラメーターは、本発明により得たいと望む特性に依存して変化し得る近似値である。最低でも、また特許請求の範囲への均等論の適用を制限しようとするものでもないが、各数値パラメーターは、報告された有効数字の数に照らして且つ通常の丸め技法を適用することにより、少なくとも解釈されるべきである。本発明の幅広い範囲を規定する数値範囲及びパラメーターは近似値であるが、具体的な実施例に記載する数値は、できる限り正確に報告されている。しかし、任意の数値は、それぞれの試験測定値に見出される標準偏差に必然的に起因する所定の誤差を本質的に含有する。

本発明を記載する文脈において（特に、下記の特許請求の範囲の文脈において）用いられる用語「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び類似した参照用語は、本明細書において別途明示しない限り又は文脈から明らかに矛盾しない限り、単数形と複数形の両方を含むものと解釈される。本明細書において数値範囲を列挙する場合、それは、範囲内に含まれる個々の数値を個別に参照するための簡便な方法として役に立つことを単に意図したにすぎない。本明細書で別途明示しない限り、個々の数値は、本明細書において個別に列挙したかのように本明細書に組み込まれる。本明細書に記載するすべての方法は、本明細書で別途明示しない限り、さもなければ文脈から明らかに矛盾しない限り、任意の適する順番で実施可能である。本明細書において記載されていす、任意の及びすべての事例又は事例的な言語（例えば、「等（such as）」）の使用は、本発明をより適切に説明することを単に意図したにすぎず、特許請求されていなければ、本発明の範囲に制限を設けるものではない。本明細書の言語はいずれも、本発明の実践に必要不可欠な、特許請求されていない何らかの要素を示すものとして解釈すべきではない。

本明細書で開示した本発明の代替的要素又は実施形態のグルーピングは、制限とはみなされるべきではない。各グループメンバーは、個別に又は本明細書に見出されるその他のグループメンバー若しくはその他の要素と任意に組み合わせて、参照し且つ特許請求され得る。利便性及び／又は特許性の理由から、１つ又は複数のグループメンバーが、グループに含まれ得る又はグループから除外され得るものと予想される。任意のかかる包含又は除外が生ずる場合、本明細書は、添付の特許請求の範囲で用いられるすべてのマーカッシュグループの文書による説明を満たすように改変されたグループを含むとみなされる。

本発明者らに既知の本発明を実施するための最良の形態を含め、本発明の特定の実施形態について、本明細書に記載する。当然のことながら、上記説明を閲読すれば、上記のような実施形態について、その変形形態が当業者にとって明白となる。本発明者らは、当業者がかかる変形形態を必要に応じて採用することを予想し、また、本発明者は、本発明が本明細書に具体的に記載している以外の方法で実践されることを意図している。したがって、本発明は、本明細書に添付の特許請求の範囲に列挙する主題についての、適用法令により許可されるようなすべての改変形態及び均等形態を含む。さらに、上記要素のあらゆる考え得る変形形態に含まれるその任意の組合せは、本明細書で別途明示しない限り又は文脈から明確に矛盾しない限り、本発明に含まれる。

さらに、本明細書全体を通じて、特許及び印刷刊行物について非常に多くの参照がなされている。上記に引用した参考資料及び印刷刊行物のそれぞれは、全体を参照により本明細書に個別に援用する。

最後に、本明細書で開示した本発明の実施形態は、本発明の原理を例証するものと理解されたい。採用可能なその他の改変も本発明の範囲内である。それゆえ、限定ではなく例として、本発明の代替的構成を本明細書の教示に従って利用してもよい。したがって、本発明は、提示及び記載された通りのものに限定されない。

Claims (18)

1. 第１の塩含有水の流れを電気分解してｐＨが６．０以上である高ｐＨ生成物を生成するように構成された少なくとも１つのカソードを含む第１のチャンバーであって、第１のインプットポートおよび第１のアウトプットポートを有する第１のチャンバーと、
   第２の塩含有水の流れを電気分解して前記高ｐＨ生成物と比較してｐＨが低い低ｐＨ生成物を生成するように構成された少なくとも１つのアノードを含む第２のチャンバーであって、
   前記少なくとも１つのアノードがその内部に位置決めされる電気分解空間と、
   前記電気分解空間に流体接続された第２のインプットポートと、
   前記電気分解空間の上端の近位に位置決めされたオーバーフローポートと、
   前記オーバーフローポートにより前記電気分解空間に流体接続されたオーバーフロー空間と、
   前記第２のチャンバーの前記オーバーフロー空間からのアウトフローを許容するように構成された第２のアウトプットポートと、
   を有する第２のチャンバーと、
   イオンの透過を可能に且つ水の通過を阻止するように構成されたメンブレンであって、前記第１のチャンバーの少なくとも一部と前記第２のチャンバーの前記電気分解空間の少なくとも一部との間に位置決めされたメンブレンと
   を備える電気分解システム。
2. 前記カソード、前記アノード、又は前記カソード及び前記アノードが、３０Ｖの電力で駆動される、請求項１に記載の電気分解システム。
3. 第１の塩含有水の流れを電気分解してｐＨが６．０以上である高ｐＨ生成物を生成するように構成された少なくとも１つのカソードを含む第１のチャンバーに、前記第１の塩含有水の流れを供給するステップであって、前記第１の塩含有水の流れが第１のインプットポートから前記第１のチャンバーを通って第１のアウトプットポートへと流れる、ステップと、
   第２の塩含有水の流れを電気分解して前記高ｐＨ生成物と比較してｐＨが低い低ｐＨ生成物を生成するように構成された少なくとも１つのアノードを含む第２のチャンバーに、前記第２の塩含有水の流れを供給するステップであって、前記第２のチャンバーが、
   前記少なくとも１つのアノードがその内部に位置決めされる電気分解空間であって、前記第１のチャンバーと前記第２のチャンバーの前記電気分解空間との間を水が通過するのを阻止し且つ前記第１のチャンバーと前記第２のチャンバーの前記電気分解空間との間をイオンが透過するのを可能にするように構成されたメンブレンにより前記電気分解空間の少なくとも一部が前記第１のチャンバーから分離されている、電気分解空間と、
   前記電気分解空間に流体接続された第２のインプットポートと、
   前記電気分解空間の上端の近位に位置決めされたオーバーフローポートと、
   前記オーバーフローポートにより前記電気分解空間に流体接続されたオーバーフロー空間と、
   前記第２のチャンバーの前記オーバーフロー空間からのアウトフローを許容するように構成された第２のアウトプットポートと、
   を有し、前記第２の塩含有水の流れが前記第２のインプットポートを通って前記電気分解空間内へと流れ、前記オーバーフローポートを通って前記オーバーフロー空間内へと流れ、そして前記第２のアウトプットポートへと流れる、ステップと、
   前記カソードとアノードにまたがり電圧を印加して、前記第１の塩含有水の流れ及び前記第２の塩含有水の流れを電気分解するステップと
   を含む塩含有水を電気分解する方法。
4. 前記電圧が、３０Ｖである、請求項３に記載の方法。
5. 前記少なくとも１つのアノードが円筒形であり、円筒形のチャンバーが、前記少なくとも１つのアノードを取り巻く、請求項３に記載の方法。
6. 第１の塩含有水の流れを電気分解するように構成された少なくとも１つのカソードを含む第１のチャンバーと、
   第２の塩含有水の流れを電気分解するように構成された少なくとも１つのアノードを含む第２のチャンバーと、
   電源と
   を備える、複数の生成物ラインを同時に生成する連続流電気分解システムであって、
   前記第２のチャンバーが、少なくとも２つのサブチャンバーと、各サブチャンバー内の少なくとも１つのアノードとを有し、
   前記電源は、少なくとも１つのカソードと各サブチャンバー内の少なくとも１つのアノードとの間に電圧を印加して、前記第１の塩含有水の流れ及び前記第２の塩含有水の流れを電気分解し、
   前記少なくとも２つサブチャンバーのそれぞれは、前記第１のチャンバーに由来する塩含有水の流れの少なくとも１種のイオンが前記サブチャンバーのそれぞれに流入するように、前記第１のチャンバーと少なくとも部分的に接触し、
   前記少なくとも１つのカソードが、前記サブチャンバーのそれぞれの中の前記少なくとも１つのアノードから７６．２ｍｍ以下隔たっており、
   水の流れが連続的であり、及び
   システムが複数の生成物ラインを同時に生成する、連続流電気分解システム。
7. メンブレンを備えており、前記少なくとも２つのサブチャンバーが、前記メンブレンにより前記第１のチャンバーから分離されている、請求項６に記載の連続流電気分解システム。
8. メンブレンを有していない、請求項６に記載の連続流電気分解システム。
9. 前記電気分解空間が、円筒形であって実質的に鉛直な縦軸に沿って延びている、請求項１に記載の電気分解システム。
10. 前記少なくとも１つのアノードが、前記実質的に鉛直な縦軸に沿って延びる円筒形のロッドを有する、請求項９に記載の電気分解システム。
11. 前記第２のインプットポートが、前記少なくとも１つのアノードの中空部分に接続されており、前記少なくとも１つのアノードが、前記少なくとも１つのアノードの前記中空部分と前記電気分解空間とを流体接続する少なくとも１つの進入孔を有する、請求項１０に記載の電気分解システム。
12. 前記第２のチャンバーに前記第２の塩含有水の流れを供給するステップが、前記第２の塩含有水の流れで前記オーバーフロー空間を満たす前に前記第２の塩含有水の流れで前記電気分解空間を実質的に満たすステップを有する、請求項３に記載の方法。
13. 前記第２のインプットポートが、前記少なくとも１つのアノードの中空部分に接続されており、前記少なくとも１つのアノードが、前記少なくとも１つのアノードの前記中空部分と前記電気分解空間とを流体接続する少なくとも１つの進入孔を有し、前記第２のチャンバーに前記第２の塩含有水の流れを供給するステップが、前記第２の塩含有水の流れを、前記インプットを通って前記少なくとも１つのアノードの中空空間内へと流し、前記少なくとも１つの進入孔を通って前記電気分解空間内へと流すステップを有する、請求項１２に記載の方法。
14. 前記電気分解空間が、円筒形であって実質的に鉛直な縦軸に沿って延びており、前記少なくとも１つのアノードが、前記実質的に鉛直な縦軸に沿って延びる円筒形のロッドを有しており、前記電気分解空間、前記少なくとも１つのアノード、および前記第２の塩含有水の流れの流速は、前記オーバーフローポートを通って流れる前に前記第２の塩含有水を電気分解するために、前記第２の塩含有水の流れが、前記電気分解空間を通って流れる間に、少なくとも１秒間、前記アノードの表面から最大でも１２７ｍｍ以内に存在するように構成されている、請求項１２に記載の方法。
15. 前記メンブレンが、イオンの透過を可能に且つ水の通過を阻止するように構成されている、請求項７に記載の連続流電気分解システム。
16. 前記複数の生成物ラインの第１の生成物ラインが、前記第２のチャンバーの第１のサブチャンバーに関連付けられており、前記複数の生成物ラインの第２の生成物ラインが、前記第２のチャンバーの第２のサブチャンバーに関連付けられている、請求項６に記載の連続流電気分解システム。
17. 各サブチャンバーが、オーバーフローポートによりオーバーフロー空間に流体接続された電気分解空間を有しており、各電気分解空間が、円筒形であって実質的に鉛直な縦軸に沿って延びている、請求項１６に記載の連続流電気分解システム。
18. 各サブチャンバーの前記少なくとも１つのアノードが、前記実施的に鉛直な縦軸に沿って延びる円筒形のロッドを有する、請求項１７に記載の連続流電気分解システム。

Images