История
История создания и развития направления "Электрохимическая активация" целиком связана с научной деятельностью Витольда Михайловича Бахира. В 1972-1973 годах им впервые была обнаружена неэквивалентность химического и электрохимического униполярного воздействия на жидкости и созданы первые установки для электрохимической обработки воды и буровых растворов, использовавшихся при бурении нефтяных и газовых скважин.
Возможность многократной экономии или полного исключения расхода химических реагентов в различных технологических процессах за счет использования метастабильных веществ, синтезированных в электрохимических системах, обнаруженная в семидесятых годах прошлого столетия, была впервые в промышленном масштабе реализована для безреагентного управления свойствами буровых растворов и пластовой воды. Первые в мире публикации об аномальной химической активности воды после униполярного электрохимического воздействия и аномальных значениях окислительно-восстановительного потенциала электрохимически активированных воды и растворов появились в 1974 году в Среднеазиатском НИИ природного газа. В 1981 году в журнале «Изобретатель и рационализатор» была опубликована статья, посвящённая вопросам эффективного применения технологии электрохимической активации. Тогда в странах бывшего Советского Союза впервые узнали о «живой» и «мёртвой» воде, то есть об электрохимически активированных католите и анолите.
В 1979-1985 годах в Среднеазиатском НИИ природного газа В.М. Бахир и сотрудники его лаборатории совместно с учёными и специалистами различных предприятий провели экспериментальные исследования, доказавшие высокую эффективность применения электрохимически активированных воды и растворов во многих технологических процессах нефтехимической, пищевой, оборонной и других отраслях промышленности. Конструирование новых электрохимических устройств осуществлялось авторами специально для каждой из многочисленных технологий по запросам специалистов различных отраслей. В результате такого сотрудничества авторов уникальных электрохимических устройств и специалистов-отраслевиков были созданы технологические процессы, которые нашли долговременное практическое применение. Одним из таких направлений развития электрохимической активации является постоянно совершенствующаяся техника и технология получения экологически чистых дезинфицирующих и стерилизующих растворов – анолитов – в установках типа СТЭЛ.
Главным стержнем развития исследований и разработок авторского коллектива всегда являлась конструкция электролизера. Поиск оптимальных конструкций для униполярного (только анодного или только катодного) воздействия на разнообразные жидкости (минерализованную, пресную, дистиллированную воду, молоко, молочную сыворотку, растительные и минеральные масла, нефти, буровые и тампонажные растворы, бытовые и промышленные сточные воды), имеющие различную температуру, протекающие с различной скоростью через электродные камеры при различных перепадах давления на диафрагме, напряжении на электродах и плотности тока породил множество различных типов электролизеров, которые изготавливали в единичных экземплярах или небольшими партиями различные предприятия по чертежам авторов и под их руководством. В 1989 году была создана конструкция проточной электрохимической ячейки с керамической диафрагмой, обладавшей необходимыми свойствами универсального электрохимического инструмента. Эта ячейка обеспечивала не только эффективное изменение рН и окислительно-восстановительных свойств протекающих через электродные камеры прямотоком или противотоком различных жидкостей при регулируемом перепаде давления на диафрагме, но также достаточно глубокое (60 – 90 %-ное) электрохимическое преобразование электролитов в пресных и слабоминерализованных растворах. Данное устройство было названо авторами проточным электрохимическим модульным элементом, известным как ПЭМ-1 (патент Великобритании GB 2 253 860). Было организовано серийное производство элементов ПЭМ и электрохимических установок различного назначения.
В 1989-1996 годах группой учёных под руководством В.М. Бахира была разработана технология очистки и кондиционирования воды, применяемая в установках типа «Изумруд». В последующие шесть лет ими были созданы установки «Аквахлор» для обеззараживания и очистки воды, использующие принципиально новую технологию — ионселективный электролиз с диафрагмой. В целом же за период с 1995 по 2010 год отечественными предприятиями по разработкам В.М. Бахира произведено более 300 тыс. установок «Изумруд», способных обеспечивать людей чистой водой в бытовых и полевых условиях. Во многих городах России на водоочистных станциях работают установки «Аквахлор», которые эффективно обеззараживают питьевую воду, не образуя вредных побочных продуктов хлорирования. Более 50 000 установок типа СТЭЛ для получения анолитов разного поколения работает в лечебных учреждениях, на предприятиях пищевой и фармацевтической промышленности в России и за рубежом.
За разработку и внедрение в практику здравоохранения установок «СТЭЛ», предназначенных для получения экологически чистых, электрохимически активированных, дезинфицирующих, моющих и стерилизующих растворов, Витольд Михайлович Бахир был награждён медалью ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени (2005).
В 2005 году создан «Институт Электрохимических Систем и Технологий Витольда Бахира» для координации и развития работ в области технологии электрохимической активации. Институт обеспечивает авторский контроль, квалифицированное научно-техническое руководство и координацию работ в области электрохимической активации по созданию и широкому практическому применению электрохимических технологий и систем Витольда Бахира, интегрированных в различные технологические процессы в промышленности, сельском хозяйстве, медицине и других областях человеческой деятельности, а также объединяет усилия высококвалифицированных специалистов и экспертов в области получения и практического использования метастабильных веществ, синтезируемых на месте применения из обычной воды или водных растворов солей в специальных технических электрохимических системах на основе элементов МБ.
В начале 2011 года учеными и специалистами Института электрохимических систем и технологий Витольда Бахира был завершен очередной этап исследовательских работ влияния физико-химических, фильтрационных свойств и конструкционных параметров керамических диафрагм на технологические параметры работы реакторов в различных условиях. Результаты работ послужили основой для создания целого ряда новых конструкций элементов МБ. В конструкции элементов МБ с диэлектрическим корпусом была решена задача самоочистки диафрагмы и катодной камеры в процессе работы. Использование охлаждаемых анодов также позволило повысить производительность реактора, а значительный объем анодного пространства элементов создал условия для снижения влажности электролизных газов. Благодаря этим и другим конструктивным новшествам продолжительность непрерывной работы элементов МБ с диэлектрическим корпусом повысилась более чем в 10 раз. На элементах МБ с диэлектрическим корпусом впервые была отработана технология прямого получения хлорноватистой кислоты в диапазоне концентраций от 15 до 20 %.
В конце 2015 года научно-исследовательские работы в области развития и совершенствования технологии ионселективного электролиза с диафрагмой, проводившиеся авторами данной технологии в течение многих лет, позволили разработать электрохимические модульные элементы нового поколения, объемная плотность тока в которых намного превышает аналогичные параметры для элементов предшествующих поколений (1000 – 3000 ампер на литр в элементах МБ нового поколения (2016) против 200 – 500 ампер на литр в элементах МБ всех предшествующих поколений). Применение модульных электрохимических элементов нового (2016 года) поколения в существующих установках СТЭЛ, ИЗУМРУД, АКВАХЛОР, ЭКОХЛОР и других позволило в несколько раз увеличить их производительность при сохранении прежних размеров и веса, а также открыло путь к созданию целого ряда принципиально новых электрохимических систем самого различного назначения.
Многие уникальные установки и технологии, разработанные в рамках специальных проектов и по отдельным заказам головной научной организацией, Институтом Витольда Бахира, уже используются, а также подготавливаются к широкому практическому применению в различных отраслях.
