CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU: “HIỆU QUẢ CỦA LỚP PHỦ BẠCH KIM CÔNG NGHỆ NANO TRÊN ĐIỆN CỰC CỦA MÁY ĐIỆN GIẢI NƯỚC ION KIỀM GIÀU HYDRO”

Trung tâm Nghiên cứu Tầm nhìn Tương lai (Future Vision Center) của Đại học Tokyo do Giáo sư Fumishi Kozuki đại diện vừa hợp tác với hãng Nihon Trim trong dự án nghiên cứu: “Hiệu quả của lớp phủ Bạch Kim công nghệ nano trên tấm điện cực của máy điện giải nước ion kiềm giàu Hydro”.

Công trình nghiên cứu được đăng trên tạp chí khoa học Nature Research số ra ngày 23/06/2020.

Công trình mới được lọt vào TOP 100 các chuyên luận hóa học được tải về nhiều nhất của năm 2020. Công trình này được tải xuống tổng cộng 1941 lần trong năm 2020.

Fumishi Kozuki là giáo sư được bổ nhiệm đặc biệt tại Trung tâm Nghiên cứu Tầm nhìn Tương lai thuộc Đại học Tokyo, người đã tham gia vào nghiên cứu này, cho biết, “Điện cực phủ hạt Bạch Kim theo công nghệ Nano một lớp mỏng được phát triển làm giảm đáng kể lượng bạch kim được sử dụng trong máy điện giải”. Nó cũng giúp tăng độ bền, qua đó đóng góp cho sự phát triển của công nghệ nước điện giải giàu Hydro… “

>> Link tham khảo bài gốc trên tạp chí khoa học Nature Research số ra ngày 23/06/2020: https://www.nature.com/articles/s41598-020-67107-1

Nội dung nghiên cứu:

Đại học Tokyo cùng hãng Nihon Trim cùng nhau nghiên cứu hiệu quả của lớp phủ Bạch Kim công nghệ Nano trên bề mặt tấm điện cực của máy lọc nước ion kiềm giàu Hydro.

Kết quả nghiên cứu:

Với các tấm điện cực được tráng Bạch Kim công nghệ Nano, hiệu suất điện phân được nâng cao một cách rõ rệt, nồng độ Hydro sản sinh rất cao. Đặc biệt với lớp phủ Bạch Kim công nghệ Nano trên bề mặt điện cực khoảng 100 nm (Hình 1) thì hiệu suất điện phân đạt cao nhất, nồng độ Hydro sản sinh trên điện cực đạt tới 92%. Đây là hiệu suất cao nhất từng đạt được dựa trên các báo cáo về các loại điện cực trong máy điện giải cho đến thời điểm hiện tại.

Hình 1: Bề mặt điện cực được phủ Bạch Kim 1 lớp công nghệ Nano

>> Xem thêm: Nước ion kiềm giúp phòng ngừa và hỗ trợ điều trị nhiều bệnh

Dưới công nghệ Nano, Hydro được giữ lại trong các hạt nano Bạch Kim là hydro có hoạt tính cao (H⁺ ). Trong quá trình điện phân nước, các hạt nano Bạch Kim trên bề mặt Pt(111) sẽ hấp thụ 3 thành phần hạt chính: Phân tử nước, các ion hydronium (H₃O⁺), các ion hydroxyl (OH^–).

Các ion Hydronium hấp thụ về phía điện cực và sẽ được điện phân thành Hydro hoạt tính (H⁺) và nước.

H₃O⁺ + e^– è H₂O + H⁺(hoạt tính)

Hầu hết các Hydro hoạt tính H⁺ sẽ dung nạp hoặc kết hợp cùng ion hydronium tạo thành phân tử Hydro (H₂) và giải phóng trong khoang điện phân:

2H⁺è H₂ (g) (120 mVdec^-1)

H⁺ + H₃O^– + e^– è H₂ (g) (30 mVdec^-1)

Tuy nhiên một lượng sẽ được giữ lại trong hạt nano Bạch Kim. Các ion Hydro hoạt tính được giữ trong hạt Nano Bạch Kim sau này được giải phóng sẽ phân tán vào trong nguồn nước điện giải giúp gia tăng nồng độ Hydro trong nước. Do đó trong nước điện giải cũng luôn tồn tại tối thiểu nồng độ 2.2 ppb (ppb là phần tỷ) hạt nano Bạch Kim.

Hình 2: Quá trình tạo nước điện giải giàu hydro bởi điện cực phủ Bạch Kim công nghệ Nano

Bảng so sánh định lượng Bạch Kim trong các mẫu nước:

Mẫu nước

Nước máy

Nước điện giải

Nước điện giải＋5％HCI

Bộ lọc

※ Nước điện giải qua lọc

Pt (ppb)

Dưới giới hạn đo được

3.3 ± 0.2

5.1 ± 0.1

1.1± 0.1

※ Bộ lọc Alumina cấp độ 20 nm, sự giảm nồng độ Bạch Kim cho thấy các các hạt nano Bạch Kim có kích thước 20nm trở lên có trong nước điện giải ion kiềm giàu hydro.

Kết luận:

Hydro dạng phân tử trong nước kiềm có tác dụng lớn trong việc giảm tính oxy hóa, chống lão hóa, cải thiện chức năng tiêu hóa… Tuy nhiên các tác dụng này sẽ được nâng cao hơn với việc lưu trữ Hydro hoạt tính (H⁺) trong hạt nano Bạch Kim. Qua đó giúp gia tăng nồng độ Hydro hoạt tính trong nước điện giải thành phẩm.

Phương pháp nghiên cứu:

Điện cực được phủ Bạch Kim với 3 loại: Loại khoảng 100 nm, loại khoảng 200 nm và loại khoảng 750 nm. Sử dụng 3 loại này để thực hiện quá trình điện giải nước, sau đó đo và xác nhận nồng độ Hydro và hiệu suất tạo hydro trong từng loại.
Lượng Bạch Kim trong nước điện giải được đo bằng ICP-MS (khối phổ plasma kết hợp cảm ứng). Sử dụng màng lọc kích thước 20nm để xác nhận nồng độ hạt Bạch Kim bị suy giảm. Ngoài ra sử dụng kính hiển vi để kiểm tra lại bề mặt điện cực

Nhóm chuyên gia hợp tác nghiên cứu:

Trung tâm nghiên cứu Tầm nhìn tương lai, Đại học Tokyo・ Giáo sư Ichiro Sakata (Kỹ thuật), Giáo sư được bổ nhiệm đặc biệt Fumishi Kozuki (Kỹ thuật)
Viện Khoa học Polyme, Đại học Tứ Xuyên ・Giáo sư Qing Wang (Kỹ thuật)
Tiến sĩ Kỹ thuật Tomoka Fujisue của Đại học Tokyo (Kỹ thuật)
Công ty TNHH Nihon Trim MD Office ・ Giám đốc Shigeru Kabayama (Mảng nước nông nghiệp)

0/5 (0 Reviews)