零級空氣發生器是指利用現代科技,通過高壓電場的作用將空氣分子分解為離子和電子,然后再利用離子間的作用力使分解后的離子與分解前的空氣分子再次結合而生成新的氧氣、氮氣等混合氣體的裝置。
這種空氣發生器,因為是直接利用空氣分子直接分解,所以稱作零級空氣發生器。它具有不需要任何外部氣源,效率高,使用方便等優點,因此在空氣制氧、氫氣生產、空氣凈化等領域有廣泛的應用前景。
零級空氣
下面將從以下幾方面對零級空氣發生器的原理進行詳細講解。
第一、高壓電場作用下的空氣分子分解機理
當電場強度達到一定值時,氧氣、氮氣等分子將發生離子化現象,分解成氧離子O2+和氮離子N2+,以及自由電子e-。分解式如下:
O2+ + e- → O2*(激發態氧分子)
N2+ + e- → N2*(激發態氮分子)
因為激發態氧分子(O2*)和氮分子(N2*)能量較高,不穩定,在遇到一定的能量門檻(如化學反應、離子間碰撞)時就會重新結合成正常的分子,同時釋放出能量,還原成中性氧氣和氮氣原子。
O2* + M → O2 + M + ΔE
N2* + M → N2 + M + ΔE
其中,M代表的是惰性氣體分子,如氦氣、氖氣等。 ΔE表示的是能量的釋放量。當激發態氧和氮分子與惰性氣體分子相碰撞時,它們就會復合成正常的氧氣和氮氣分子,同時釋放出一定的能量。
這種物理反應過程是在高壓電場下發生的,因為高壓電場可以產生強大的電場力,加速自由電子的運動速度,使得自由電子與空氣分子發生碰撞,達到了使空氣分子離子化的目的。
第二、離子間作用力引起的氧氣、氮氣等分子再次結合
通過上述反應,空氣分子可以被分解成離子和電子,但是離子和電子單個存在是不穩定的,他們需要再次結合成分子,才能保持能量平衡。
這時,氧氣分子和氮氣分子就成了分解后的離子的主要結合對象,當它們相遇時,發生了離子間作用力,使它們再次結合,形成新的氧氣和氮氣分子。
O2+ + N2 → O2 + N2+
O2+ + O2 → O2 + O2+
由于氧氣分子和氮氣分子的結合比例不同,所以生成的氧氣和氮氣分子比例也不同,影響到了零級空氣發生器的氧氣純度。
第三、零級空氣發生器的結構及其工作原理
零級空氣發生器的常見結構是:高壓電極、接地電極、離子收集器等。
高壓電極和接地電極位于零級空氣發生器內部,高壓電極上有高壓電流通過,產生高壓電場,將空氣分子分解成離子和電子。
離子收集器在離子結合之后對離子進行捕獲和收集,然后將所捕獲的離子和電子再次結合,重新生成氧氣、氮氣等分子,完成零級空氣發生器的工作。
此外,在零級空氣發生器內部還有過濾器,用于過濾空氣中的雜質,保證氧氣的純凈度。
通過高壓電場分解空氣分子,然后離子再次結合,最終生成氧氣、氮氣等分子,從而完成空氣的制備。這就是零級空氣發生器的工作原理。
綜上所述,零級空氣發生器通過高壓電場使空氣分子離子化,然后通過離子結合來再次生成氧氣、氮氣等混合氣體,從而實現空氣的制備。它是一種沒有任何外部氣源的高效、方便的空氣制備設備。