Электрохимическая активация (ЭХА)

Электрохимическая активация – это, в соответствии с теорией циклов научно-технического развития Н.Д.Кондратьева, технология пятого и шестого технологических укладов, т.е. технология производства компактных модульных электрохимических систем, заменяющих громоздкие химические производства (в отрасли химического машиностроения) и технология получения и применения метастабильных веществ вместо традиционных химических реагентов, позволяющая в десятки раз снизить расход химических реагентов или полностью исключить их использование (практически во всех областях человеческой деятельности). И в технологии, и в технике электрохимической активации широко используются принципы функционирования объектов живой природы.

Как физико-химический процесс электрохимическая активация представляет собой совокупность осуществляемых в условиях минимального выделения тепла электрохимического и электрофизического воздействий на жидкость (преимущественно, на воду) с содержащимися в ней ионами и молекулами растворенных веществ в области пространственного заряда у поверхности электрода (либо анода, либо катода) электрохимической системы при неравновесном переносе заряда через границу «электрод-электролит» электронами.

В результате электрохимической активации вода переходит в метастабильное (активированное) состояние, проявляя при этом в течение нескольких десятков часов повышенную реакционную способность в различных физико-химических процессах. Вода, активированная у катода (католит), обладает повышенной активностью электронов и имеет ярко выраженные свойства восстановителя. Соответственно, вода, активированная у анода (анолит), характеризуется пониженной активностью электронов и проявляет свойства окислителя.

Электрохимическая активация позволяет направленно изменять состав растворенных газов, кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства воды в пределах, намного больших, чем при эквивалентном химическом регулировании, позволяет синтезировать из воды и растворенных веществ химические реагенты (окислители или восстановители) в метастабильном состоянии. Это используется в процессах очистки и обеззараживания воды, а также для преобразования воды или разбавленных растворов электролитов в экологически чистые антимикробные, моющие, экстрагирующие и другие функционально полезные растворы, в том числе лечебные.

Для электрохимического преобразования воды и содержащихся в ней растворенных веществ разработаны и серийно производятся специальные модульные электрохимические реакторы с керамической ультрафильтрационной диафрагмой – элементы МБ.

Главными отличительными особенностями элементов МБ являются сочетание в одном элементе свойств реактора идеального вытеснения и реактора идеального смешения, а также возможность эффективного управления процессом электрохимической обработки воды и растворов электролитов посредством регулирования в широких пределах искусственно индуцированной ионселективной проводимости керамической диафрагмы.

Оптимальная конструкция и модульное исполнение позволяют использовать элементы МБ не только для электрохимической активации воды, но также в различных промышленных технологиях – для получения водорода, кислорода, хлора, диоксида хлора, гипохлорита натрия, щелочей. При работе на концентрированных солевых растворах преимущество элементов МБ перед промышленными диафрагменными или мембранными электролизерами состоит в возможности обеспечения конечного потребителя необходимыми продуктами (хлором, диоксидом хлора, соляной кислотой, едким натром, гипохлоритом натрия, гипохлоритом калия, хлорноватистой кислотой), синтезируемыми в требуемом количестве на месте применения в компактных экономичных установках при сравнительно невысоких требованиях к чистоте исходных растворов, минимальных затратах труда, времени и материалов.

Электрохимическая активация - это не только высокоэффективная технология очистки, обеззараживания, преобразования воды в технологические растворы различного назначения, но также новая философия сохранения природы и здоровья человека, принцип которой выражается в стремлении к идеальному конечному результату: «Эффект есть – реагента нет».

Основой такого подхода являются научные представления об экологических и экономических преимуществах практического применения активированных веществ, в том числе, активированной электрохимическим воздействием воды, перед традиционными химическими реагентами, в промышленности, сельском хозяйстве, медицине и других областях человеческой деятельности. Эти представления полностью соответствуют принципиальным позициям «зеленой химии» - сравнительно недавно сформировавшегося направления создания новых и преобразования существующих химических производств и химических технологических процессов с целью обеспечения их экологической чистоты и безопасности.