電解水（brine electrolysis）或氧化電位水（EOW electrolytic oxidation reduction potential water）它是在含有低濃度電解質(zhì)的液體中通入一定的DC電流后，陰極和陽極之間發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物。根據(jù)用于電解水的電解裝置、電解質(zhì)和電解條件不同，電解水可分為酸性電解水、弱酸性電解水、堿性電解水和中性電解水。

電解水的概念起源于日本1931年，日本開發(fā)了世界第一個(gè)電解水發(fā)生器來調(diào)節(jié)水的pH值電解水是一種強(qiáng)大的多功能抗菌劑，用于醫(yī)學(xué)、它廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和食品工業(yè)。

電解水的概念起源于日本1931年，日本開發(fā)了世界首先用電解水發(fā)生器來調(diào)節(jié)水的pH值，然后開始研究電解水對(duì)動(dòng)植物的影響后來證實(shí)電解水能有效促進(jìn)動(dòng)植物的生產(chǎn)和發(fā)育，還能防治人類疾病。

1966年，日本厚生勞動(dòng)省正式批準(zhǔn)飲用電解水，并將電解水裝置作為醫(yī)療器械使用。1994年，日本成立了功能水研究委員會(huì)，由醫(yī)學(xué)方面成立、由農(nóng)業(yè)和工程專家組成的第三方科研機(jī)構(gòu)進(jìn)一步研究了電解水1999年3月，日本厚生勞動(dòng)省再次確認(rèn)了堿性電解水的效果，電解功能水開始了廣泛的研究、認(rèn)識(shí)和應(yīng)用，從那時(shí)起，電解水已被引入市場(chǎng)的各個(gè)國(guó)家，并在歐洲、美國(guó)等國(guó)家進(jìn)步很大。

1994年前后，中國(guó)開始在這一領(lǐng)域進(jìn)行攻關(guān)，聯(lián)合中國(guó) 中國(guó)幅員遼闊、鑒于水質(zhì)差異大，污染嚴(yán)重，更適合中國(guó)的電解水機(jī) 美國(guó)的國(guó)情已經(jīng)研制生產(chǎn)出來，并取得了初步的成功；1999年，中國(guó)功能水研究促進(jìn)會(huì)在北京成立；2001年，第一屆會(huì)議“亞太國(guó)際功能水論壇”在昆明舉行；中國(guó)已有藍(lán)態(tài)、美菱等數(shù)十家企業(yè)專業(yè)生產(chǎn)家用電器和飲水機(jī)。

電解水是一種含有低濃度電解質(zhì)的液體，在施加一定的DC電流后，通過陰極和陽極的電化學(xué)反應(yīng)生成。由于制備方法或條件的不同，電解水可分為酸性離子水和堿性離子水，兩者的理化性質(zhì)明顯不同。

酸性離子水是一種無色透明的液體，有輕微的氯氣味，其氧化還原電位（ORP)≥ 1100mV, pH at 2.0～3.0，有效氯含量一般為30 ~ 70毫克/L。主要成分是有效氯和活性氧，其中有效氯包括CI-，HCIO、CIO-活性氧包括H2O2、O3和·哦等等，但活性氧的存在形式尚不清楚。室溫下的酸性離子水、密閉、避光條件下穩(wěn)定，室溫暴曬條件下不穩(wěn)定，可自行分解為自來水，不宜長(zhǎng)期保存，最好現(xiàn)配。

堿性離子水的pH值為8.3～8.電導(dǎo)率為100～200μss/Cm富含鈣、鎂、鈉、鉀、鋅和其他對(duì)人體健康有益的礦物質(zhì)。其氧化還原電位（ORP）它是否定的，可還原的。

電解水有三個(gè)主要的物理性質(zhì)，即有效氯的濃度（ACC）PH值和氧化還原電位(ORP)它們也是影響電解水抗菌效果的三個(gè)主要因素電解水的三個(gè)主要因素相互影響，隨著時(shí)間和溫度的變化而變化。

pH值在各種氯物質(zhì)的形成中起著重要的作用當(dāng)酸性增加到堿性時(shí)，電解水的有效氯濃度和氧化還原電位顯著降低。不同溫度下產(chǎn)生的電子流有不同的有效氯濃度，有效氯濃度隨儲(chǔ)存時(shí)間的增加而降低。

反應(yīng)機(jī)理

用于電解水的電解池通常由三部分組成：電解質(zhì)、陰極和陽極。析氫（HER）催化劑和析氧（OER）催化劑分別涂覆在陰極和陽極表面，以加速水的電解。施加到電極上的外部電壓被用作驅(qū)動(dòng)力，以將水分子分解成氫氣和氧氣。氫可以作為燃料儲(chǔ)存，氧可以釋放到大氣中。因此，水分解反應(yīng)可以分為兩個(gè)半反應(yīng)：水還原反應(yīng)（析氫反應(yīng)）和水氧化反應(yīng)（析氧反應(yīng)）

電化學(xué)HER過程包括三個(gè)可能的主要步驟第一步是Volmer反應(yīng)，質(zhì)子與電子反應(yīng)生成吸附在電極材料表面的氫原子。質(zhì)子源分別是酸性電解質(zhì)和堿性電解質(zhì)中的水合氫離子和水分子。H2可以通過Heyrovsky反應(yīng)Tafel反應(yīng)或兩者形成。在Heyrovsky步驟中，另一個(gè)質(zhì)子擴(kuò)散到氫原子中，然后與第二個(gè)電子反應(yīng)生成H2。在塔菲爾步驟中，兩個(gè)相鄰的氫原子在電極表面結(jié)合產(chǎn)生H2。析氧反應(yīng)是電解水反應(yīng)的陽極半反應(yīng)。在酸性條件和堿性條件下，電解水反應(yīng)的陰極和陽極是不同的。

電解水技術(shù)

最成熟的電解水技術(shù)是堿性槽電解水技術(shù)（AEC）另外三種工藝是：質(zhì)子交換膜電解水技術(shù)（PEMEC）固體氧化物電解水技術(shù)

（SOEC）和E-TAC技術(shù)。AEC技術(shù)是一項(xiàng)有著50多年歷史的成熟技術(shù)，也是市場(chǎng)上設(shè)備成本最低的技術(shù)。PEMEC是一項(xiàng)相對(duì)較新的技術(shù)與AEC相比，可以使用純水，優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)快，可以承受沖擊負(fù)荷，缺點(diǎn)是制造成本高，設(shè)備壽命短。SOEC和E-TAC技術(shù)目前還沒有商業(yè)化，處于開發(fā)和試驗(yàn)階段，但這些技術(shù)為電解水技術(shù)未來的發(fā)展提供了進(jìn)一步提高效率和降低成本的可能。

生產(chǎn):生產(chǎn)條件：由電解離子水機(jī)制備而成，電解離子水機(jī)由凈化裝置組成、礦化裝置和電解池。一般有四五個(gè)濾鏡，前面三個(gè)，機(jī)器內(nèi)置一個(gè)內(nèi)置濾芯為椰殼纖維活性炭濾芯。生產(chǎn)過程如下將少量硫酸鈉溶解在自來水中，然后將水放入用陽離子交換膜隔開陽極和陰極電極板的電解槽中，用高壓電流電解水即可產(chǎn)生，陽極的氧化反應(yīng)生成強(qiáng)酸性水，陰極的還原反應(yīng)生成強(qiáng)堿性水。影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素：一個(gè)是進(jìn)水速度，會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量不同進(jìn)水速度產(chǎn)生的電解水的ORP值、有效氯含量和pH值會(huì)發(fā)生變化。在其他條件不變的情況下，進(jìn)水速度變慢，ORP值會(huì)增大、pH降低、有效氯含量增加。二是進(jìn)氯化鈉量：在進(jìn)水流量不變，改變氯化鈉用量的情況下，酸性氧化電位水的水質(zhì)也會(huì)受到影響。水中氯化鈉含量為10g/l，ORP值隨著進(jìn)水的增加而增加、pH降低、有效氯含量增加。

根據(jù)用于電解水的電解裝置、電解質(zhì)和電解條件不同，電解水可分為酸性電解水、弱酸性電解水、堿性電解水和中性電解水。

酸性電解水：主要成分是次氯酸，其pH值約為2.2~2.7氧化還原電位大于1100mV，有效氯濃度為20~60ppm，可滅活大部分致病菌，是一種殺菌作用很強(qiáng)的醫(yī)用產(chǎn)品。

弱酸性電解水：它無色無味，pH值約為5.0~6.5氧化還原電位大于850mV，有效氯濃度為10~30ppm用作食品設(shè)備的殺菌劑，殺菌效果好，不影響食品的口感和香味，其殺菌作用比酸性電解水更穩(wěn)定。

堿性電解水：它產(chǎn)生于電解槽的陰極，pH值約為10~13，氧化還原電位大于800 ~ 900毫伏，有效氯濃度為80~100ppm殺菌效果差，但能預(yù)防疾病或促進(jìn)健康，顯著改善胃腸道癥狀，抑制口腔內(nèi)厭氧菌生長(zhǎng)。

中性電解水：它的pH約為7.0~8.氧化還原電位大于700～900mv，有效氯濃度為30～200 ppm與酸性電解水相比，制造成本更低，對(duì)人體危害更小，成為一種新的類型、有潛力的消毒劑。

以50ml/對(duì)小鼠進(jìn)行了kg體重電解水急性經(jīng)口毒性試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)中毒癥狀，實(shí)際無毒；家兔皮膚創(chuàng)面滴藥，每日1次，連續(xù)5天，進(jìn)行皮膚刺激性和皮膚累積刺激性實(shí)驗(yàn)傷口無變化，以小鼠足為對(duì)象，每天30次（一次泡1530秒）的反復(fù)用藥試驗(yàn)（3個(gè)月），皮膚血液學(xué)的變化、生物化學(xué)、組織病理學(xué)觀察顯示小鼠皮膚和身體無異常；在每周三次將電解水注入土撥鼠皮膚后，沒有觀察到皮膚出現(xiàn)問題（水腫、紅斑）變化；將電解水滴入兔眼72小時(shí)后，觀察兔角膜、虹膜、結(jié)膜等未見變化。在取自人、小鼠、在田鼠細(xì)胞培養(yǎng)液中加入電解水12小時(shí)后，結(jié)果表明高濃度電解水對(duì)細(xì)胞增殖有輕度抑制作用，高濃度以下無變化，被認(rèn)為比其他常用消毒劑毒性小。將含有代謝活性物質(zhì)的氧化電位水直接加入到哺乳動(dòng)物培養(yǎng)細(xì)胞中，并在中期細(xì)胞上積累染色體異常進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果顯示沒有變化。

健康的成年男性和女性志愿者經(jīng)常使用電解水來研究其安全性，并且使用了從幾個(gè)裝置產(chǎn)生的電解水（有效氯濃度為20和40毫克/L）用流水洗手，每天15次，每次2分鐘，洗完不用護(hù)膚連續(xù)測(cè)試5天后，皮膚科醫(yī)生發(fā)現(xiàn)略干、紅斑手紋消失等輕微損傷，但測(cè)試后幾乎都很快恢復(fù)。如果你有適度的護(hù)膚，每周停用氧化電位水1 ~ 2天，就不會(huì)出現(xiàn)上述情況。上述安全性試驗(yàn)表明，酸性氧化電位水具有較高的安全性。

飲用水

電解槽以活性炭為過濾層，對(duì)自來水進(jìn)行過濾凈化，達(dá)到國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)，然后電解生成兩種活性水，即電解水。集中在陰極，堿性電解水流出（供飲用）酸性電解水集中在陽極流出。當(dāng)電流通過水時(shí)，在陽極形成氧氣，在陰極形成氫氣；帶電子的離子在陽極產(chǎn)生，而帶正電荷的離子移動(dòng)到陰極，將礦物鈣溶解在水中、鎂、鉀、鈉和其他帶正電的離子在陰極形成，可飲用的堿性水就形成了。

醫(yī)學(xué)

酸性電解水的抑菌效果顯著抑制所有細(xì)菌的存活，細(xì)菌存活率與氧化還原電位和時(shí)間呈負(fù)相關(guān)，而弱酸性電解水的殺菌效果優(yōu)于酸性電解水。弱酸性電解水作為刺激物較少、更安全的消毒劑已應(yīng)用于皮膚傷口消毒、口腔黏膜消毒、根管沖洗口腔護(hù)理等醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域。

食品工業(yè)

電解水被用作切割工具的消毒劑，家禽尸體的抗菌劑，以及肉類工業(yè)中的雞蛋消毒。在水果和蔬菜加工業(yè)中，萵苣梨、桃子、豆芽、蘋果、西紅柿、草莓及其各自的加工設(shè)備用電解水消毒。酸性電解水能有效去除食源性致病菌，有效去除果蔬表面的農(nóng)藥殘留，有效抵御果蔬體內(nèi)雙倍的抗藥性、減輕果蔬低溫貯藏中的冷害，抑制鮮切果蔬的褐變。

農(nóng)業(yè)

酸性電解水在農(nóng)業(yè)上對(duì)育種有積極作用，比如浸泡蕎麥種子、發(fā)芽和洗芽時(shí)，使用酸性電解水可以使蕎麥芽自然發(fā)霉、酵母菌等細(xì)菌數(shù)量減少，對(duì)蕎麥種子和芽有很好的消毒作用，對(duì)蕎麥芽的生長(zhǎng)幾乎沒有不良影響。

制備氫氣

電解水制氫技術(shù)主要包括堿性電解水、質(zhì)子交換膜電解水和固體氧化物電解水。與其他兩種技術(shù)相比，堿性電解水制氫是我國(guó)現(xiàn)階段最成熟的電解制氫技術(shù)，成本較低、壽命精度和可靠性優(yōu)勢(shì)明顯；質(zhì)子交換膜電解水制氫具有體積小響應(yīng)速度快更環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，但成本較高；固體氧化物制氫能有效利用蒸汽，適用于核電站等特定場(chǎng)合，但存在壽命短的問題。

制備氧氣

電解水制氧是指在電解質(zhì)溶液中插入兩個(gè)電極，在電極之間給予足夠的電位后，在每個(gè)電極周圍發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在陽極OH-氧氣是由氧化反應(yīng)產(chǎn)生的電解水制氧的優(yōu)點(diǎn)是氧氣純度可以達(dá)到99.9%生產(chǎn)規(guī)模可大可小，生產(chǎn)過程無污染。

主要用于以下場(chǎng)合：

1）用于需要高純氧的場(chǎng)合，如食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、醫(yī)療行業(yè)等；

2）潛艇的供氧；

3）空間站供氧；可與燃料電池結(jié)合使用；

4）火焰焊接或切割。

除垢

電解水處理設(shè)備用于除垢時(shí)，電解水處理設(shè)備一般作為旁路管道裝置加入到循環(huán)冷卻水管道中，與循環(huán)冷卻水管道并聯(lián)運(yùn)行。當(dāng)循環(huán)冷卻水流經(jīng)電解水處理設(shè)備時(shí)，水中的部分碳酸鈣沉積在陰極板上只要定期清除陰極板上的這些碳酸鈣沉積物，就能有效降低旁路部分循環(huán)冷卻水的硬度和堿度。