【疫情緊急之在家DIY】趕快來做一台消毒水(次氯酸水)製造機

【疫情緊急之在家DIY】趕快來做一台消毒水(次氯酸水)製造機
近期台灣COVID-19疫情防禦急轉直下,每天數百確診病例,著實令人擔心害怕,不求全台”嘉玲”,只求住家附近沒有確診病例,過去兩周也沒接觸到確診者就萬幸了~但是隨著每天確診病例越來越多,突然感覺怎麼住家附近有些地方都有確診足跡了?目前疫情現況可說是風聲鶴唳、草木皆兵了…. 【疫情緊急之在家DIY】趕快來做一台消毒水(次氯酸水)製造機
(引用台視新聞圖)

嚴格而言,若生活區域的確診病例開始增加,從微生物學的觀點而言,口罩絕對不能只是唯一防禦手段了,也需要自己進一步養成良好的清潔消毒習慣,出門過程盡量少摸其他物件,回家也要立刻洗手才能觸摸其他東西,並且洗手前觸摸物件都要經過消毒為宜~ 說到消毒,接下來聊聊應該要如何選擇消毒液吧~首先針對COVID-19,市面上消毒液包括有常見的70-75%酒精、次氯酸鈉(漂白水)、次氯酸水共三大類,大致運用時機如下:
  1. 70-75%酒精:運用範圍最廣,除了物件消毒外,也可運用於手部及皮膚清潔,效果迅速,對人體刺激性較低,但有兩大缺點,其一是短效~由於殘留性低,當酒精揮發後就無法再發揮消毒功用~其二是具有燃燒性,剛噴完絕對不可靠近火源,且居家放太多酒精恐有火災風險。
  2. 次氯酸鈉:化學式NaClO,漂白水是大家最常聽到的稱呼,屬於氯系消毒方式,效果也非常卓著,且最大好處是具有殘留性,只要避開日光,使用後效果可以維持多日,而即使日照,持久效果也比酒精好太多…但優點就是缺點,次氯酸鈉反而不可用於皮膚消毒,若低於10PPM雖不致傷害皮膚,但也只能稍抑菌,對病毒效果也弱了。
  3. 次氯酸水:化學式HOCl,在天然免疫細胞如嗜中性粒細胞,要幹掉外來病原菌時,本身就會產生次氯酸來殺滅外來物,所以安全性被認定高於次氯酸鈉,但本身更容易受到光破壞而失活,所以殘留可作用時間也短於次氯酸鈉,但另一方面若次氯酸水處於100PPM以上時,也比較不適合直接噴皮膚,但由於出門時,很可能衣服及身上的配件都可能是染疫破口,所以出門前或回家後噴次氯酸水是更保險的選擇。
目前市面上也有不同殺菌劑選擇,包括過氧化氫(雙氧水)、奈米銀離子水、臭氧氣體、二氧化氯氣體等選擇,但對於殺菌有用,對COVID-19病毒就需要進一步證實,且有些不是常見可取得之消毒用品….

我是目錄

一、DIY製作過程

二、製造次氯酸水使用方法

三、建議運用場域

四、後記

一、DIY製作過程

不好意思因為是DIY,沒有開箱照,不過先來介紹最重要的幾項外購零件

1.碳棒電極:沒錯,這是小弟認為最重要部件之一,是石墨材質,相對於金屬電極,本身比較不會受到電解腐蝕影響,這網路上很多,可能國高中生就可拿來當學校介紹電化學的教材
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2.電極架(碳棒專用):小弟認為若電極無法妥善固定,萬一通電後出狀況是很危險的,所以也上網買了電極架,可以將碳棒電極穩妥固定,總之跟電有關的安全措施與部件都不宜省

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3.行動電源:曾幾何時,隨著智慧型手機的發展,行動電源也成為人人必備品,可以穩定輸出5V直流電力,用於本次DIY次氯酸水機,可以幫助裝置更易移動,不再需要厚重變壓器

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4.USB變壓線:在電化學領域,若溶液離子濃度不高,電流也會很低導致反應速度較慢,此時重要辦法就是提高電壓…目前電子材料行都有賣這種USB轉9V、12V的變壓線選擇,自己不用再辛苦規劃升壓電路
USB升壓線
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另一端5.5/2.5公接頭
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有了以上部件,其實一般人就可以組裝出次氯酸水製造機,沒錯就是這麼簡單~國高中生就可以做了~ 但是因小弟較熟3D列印領域,希望讓裝置用起來更方便安全些,所以額外設計三個零件~

5.3D列印底座:內部提供安裝電源輸入接頭及撥桿開關的需求,以及可固定支架及燒杯固定架功能,提高安全性與裝置成熟度
3D設計樣式
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實體外型
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6.3D列印固定支架:主要是讓電線走線收納及放置電極棒的功能
3D設計樣式
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實體外型
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7.3D列印燒杯固定架:就是要讓燒杯放置穩妥的凹槽,但因為有可能需要隨時更換各種容量的燒杯,所以與底座是分開設計,以利隨時可更換
3D設計樣式
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實體外型
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8.最後有個重要附件,就是可供電解的容器,小弟強力建議選擇燒杯,一來有刻度比較方便倒入固定量的水,二來瓶緣有”鳥嘴”,之後要倒入其他容器才方便喔…但燒杯比一般玻璃杯貴不少就是…. 【疫情緊急之在家DIY】趕快來做一台消毒水(次氯酸水)製造機

有了上述零件還有小開關、接頭、電線的小五金,就可以開始組裝了,真的是不困難(簡易版本不一定要3D列印零件)…. 底座主要安裝電源輸入接頭及開關,接線方式如下,真的超簡單,但記得焊接點最好用熱縮套絕緣阻隔喔~ 【疫情緊急之在家DIY】趕快來做一台消毒水(次氯酸水)製造機

電線走線方式~ 【疫情緊急之在家DIY】趕快來做一台消毒水(次氯酸水)製造機

固定支架也有電線收納通道 【疫情緊急之在家DIY】趕快來做一台消毒水(次氯酸水)製造機

準備對應電極架的公接頭~若沒有這公接頭也可以考慮直接將電線焊上電極架~ 【疫情緊急之在家DIY】趕快來做一台消毒水(次氯酸水)製造機

鎖上燒杯固定架,以下就是完成的樣子了~ 【疫情緊急之在家DIY】趕快來做一台消毒水(次氯酸水)製造機

放上燒杯並調整電極高度,不碰底前提下,在杯中越深越好,就可以待用了~ 【疫情緊急之在家DIY】趕快來做一台消毒水(次氯酸水)製造機

整體裝置完成後接下來就可以準備製造次氯酸水了

二、製造次氯酸水使用方法

1.初始配方:原則上以1:100比例來準備食鹽及水(1:100),也就是1g食鹽配上100mL水,例如小弟準備300mL的水量,就是加3g食鹽~ 【疫情緊急之在家DIY】趕快來做一台消毒水(次氯酸水)製造機

2.水溫:由於我們需要電解後的氯盡量留在溶液中,基於溫度越低,氣體溶解度越高的原理,小弟建議要用冰水為宜(但冰塊要全溶解喔),不過第一次試機時,因為家裡冰箱忘了造冰,先用常溫水也是可以,但餘氯會少一些~ 【疫情緊急之在家DIY】趕快來做一台消毒水(次氯酸水)製造機

3.食鹽:選擇越便宜越好,就一般食鹽即可,不要玫瑰鹽或機能性鹽,不只貴,太多雜離子也非好事,我們選越純粹越好 【疫情緊急之在家DIY】趕快來做一台消毒水(次氯酸水)製造機

配好食鹽水溶液後,就可放上次氯酸水機開始進行電化學反應了 【疫情緊急之在家DIY】趕快來做一台消毒水(次氯酸水)製造機

在紅色正極氣泡是氯氣、在黑色負極則是氫氣,其中部分氯氣飄於空氣會有刺鼻味,氫氣雖無味但有自燃風險,所以一定要在通風處進行電解喔 【疫情緊急之在家DIY】趕快來做一台消毒水(次氯酸水)製造機
(左邊是正極、右邊是負極)

若行動電源配上電流計,就可以藉由電流計來觀察電解狀況,可能有助掌握反應結束點 【疫情緊急之在家DIY】趕快來做一台消毒水(次氯酸水)製造機

對了,次氯酸水機盡量放於陽台通風處喔,小弟因為拍照需求才放在室內,但會略有消毒水的刺鼻味一直出現…總時間大約20分鐘,電流會從2A左右一直慢慢下降到1.3A,小弟就進行關機 以餘氯試紙進行測試,這顏色代表甚麼意義呢? 【疫情緊急之在家DIY】趕快來做一台消毒水(次氯酸水)製造機

對照試紙包裝上的顏色,可以掌握到餘氯大約是介於50PPM-100PPM,以目視判斷約80PPM附近,用來噴消毒還夠用且不傷物件材質,噴手也頗和緩,不會有次氯酸鈉的銳利感 【疫情緊急之在家DIY】趕快來做一台消毒水(次氯酸水)製造機

影響次氯酸鈉的濃度要素,與電解時間及食鹽濃度、水溫都有關係,基本上這些因子要再經過一陣子測試,但因小弟餘氯試紙不夠,購買還未到貨,拿到之後再進一步研究探討最佳條件~

三、建議運用場域

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基本上製作完成若一次300mL,預估可以使用3-5天,建議可以如上圖裝進小罐噴霧瓶,家裡幾個人就準備幾罐隨身瓶,外出方便攜帶…另外家裡也可準備較大噴霧罐,疫情期間定期消毒絕對是好事~ 使用場域舉例如下:
  • 口罩消毒:很討厭,每次疫情一上升,口罩廠就趁機抬價,然後還搶不到,所以今天的新口罩若要能用2天,建議每天回家後可以噴一下表面,處理一下今天沾染的病菌病毒,但由於口罩特性使然,一定要乾燥後才能再用喔。
  • 全身衣服配件:出門前先噴一輪,讓次氯酸附著一些上去,由於有一段時間殘留性,對於外出衣物可能碰到椅子、牆壁、空氣氣溶膠傳播等,或許有類似防護罩效果,回家後再認真噴一輪消毒,避免病菌病毒帶回家~
  • 肌膚的消毒:次氯酸水相對溫和,但多數專家仍不建議直接噴於肌膚上,不過若以小弟經驗,若80PPM以下的濃度,相對比次氯酸鈉安全很多,但第一次使用時,仍需要先試噴,確定自己不是敏感膚質才行,並且要注意呼吸道是否會有不適(對氯氣反應),並且每次要有餘氯試紙進行測試,不要超過80PPM濃度喔。
  • 營業環境消毒:這肯定是次氯酸水的最大優勢,但採用次氯酸水製造機(食鹽+水)所製作出的濃度,很少會超過200PPM,若是該環境需要更劇烈消毒,採用漂白水或次氯酸鈉來稀釋,比較能達到500PPM等級濃度。但是一般要搭公車火車之類,只是噴噴椅子則80-100PPM都是很好用的濃度。
其實次氯酸水製造機,除了食鹽+水電解呈弱鹼性次氯酸之外,也可以採用稀鹽酸+水來電解成弱酸性次氯酸,理論上消毒效果會更強些,但居家使用若要準備鹽酸,小弟覺得會比較危險,還是比較建議用食鹽+水來電解喔~ 也有方法可以用食鹽+水電解出弱酸性次氯酸,需要改用雙槽電解方式,再後調出弱酸性,網路上都可查到相關資訊,待小弟之後實作也會再分享喔~ 最後,由於次氯酸水怕光,製作完成後若一周未用完就建議倒掉不要再用,讓少量剩餘的氯去清潔家裡下水道就好,反正有機器在身邊,每周都可隨時再製造次氯酸水就可以~

四、後記


雖然DIY一台消毒水製造機可以用很久,也花不了多少錢,但其實網購一查,也有一堆不貴的電解消毒水製造機可以選擇,只能說DIY算是一種樂趣吧,不過若多累積使用方法與經驗,是比較能造出客製化的次氯酸濃度

疫情期間,小弟也滿推薦先前剛好體驗用過的空氣清淨機,居家多一道保障~
Panasonic 空氣清淨機F-P50HH評測報告

此外,在去年小弟也曾進行了開源呼吸機的開發,希望這個不要有機會被用到,不過當時小弟參與的團隊此刻已經著手準備進一步改良~
【迎戰COVID-19疫情】用3D列印來開發低成本應急呼吸器


消滅疫情視同作戰,需要大家同心協力共同面對,絕不只是政府的責任~比較遺憾是這次疫情爆發在國產疫苗量產之前發生,但說真的,之前AZ疫苗政府拜託大家來打,沒多少人願意打,甚至還擔心疫苗過期,可見多數老百姓早已鬆懈心態,但現在疫情既然已經爆發,在公衛與醫療體系合作之下,希望能早日結束這波疫情~但就如柯市長所言,戰爭的勝利從來都不是靠防守,市井小民除了戴口罩,身上準備一罐消毒液,就像軍人戴鋼盔之外,也準備一把槍,隨時消毒,更積極防患看不見的敵人COVID-19~


【疫情緊急之在家DIY】趕快來做一台消毒水(次氯酸水)製造機
最後,小弟雖然已於5月初打完AZ疫苗,副作用也發生於18-48小時時間,但根據牛津大學研究PAPER,只打第一劑28天後的抗體濃度仍有限,必須打完第二劑才能提升數倍抗體濃度~如果最新這波AZ疫苗開放施打,務必盡量把握機會,不要再猶豫,因為抗體生成還要等待時間,但疫情卻越來越接近身邊了…也藉由本次DIY次氯酸水機分享文,向辛苦奔波與忙碌的公衛與醫護體系致敬,謝謝你們的付出,讓大家更有機會活著~~
在昨晚進一步進行7.5V、9V、12V升壓線的比較,發現真的要選擇12V以上,那個冒泡速度差距可能有4倍以上,有意組裝的夥伴,建議電壓至少選擇12V以上...近日小弟會再試試更高電壓如19V、24V等,看看能否在安全範圍內盡量加速電解反應...

不過正極產生氯氣的速度若太快,不知道水能否來得及盡量溶解氯氣?若有熟知這類電化學或實際DIY做過消毒水製造裝置的夥伴,也歡迎分享經驗交流喔
今晚又來到要製造消毒水的日子了,由於次氯酸的效期只有約5-7天,保險起見小弟3天就算沒用完也要換新的次氯酸,舊的就隨便家裡亂噴掉消毒....

不過今天要來測試採用18V/3.61A的筆電變壓器來試試看製造次氯酸的效果
由於過程較倉促,大致先說明過程...使用18V的電解速度應該明顯快很多,氫氣端的泡泡目測至少12V的一倍以上,且就算一開始已經投入2個小冰塊,12分鐘後已經變成40度C的溫熱水了,味道也濃,所以總運作時間是13分鐘左右,結束時,消毒水本身比上次80PPM等級更黃些,之後拿出今天剛去超商取貨的餘氯試紙來測試,結果如下:

以下進一步比對顏色,約略與200PPM同色

不過網拍買的試紙已接近期限,小弟業餘使用無妨,但若要專業使用就要先與賣家確認為宜喔~

後來將家裡噴霧罐全部更新,確保外出使用能消毒安全~例如家人在醫療院所上班,不得不按電梯樓層時,就可以趕快消毒一下,因為醫院本身已有收治確診病患,一定要小心再小心才是...
真心佩服這種DIY的達人
我還是乖乖用酒精&乾洗手就好
現在市面上已經很難買到酒精跟漂白水了.看到這篇.也想DIY一下.
也想試試電解稀鹽酸.製造次氯酸水.
我來說我自己較容易上手的DIY,
電極:去書局買2B鉛筆筆芯,選擇考試用或是工程用,2mm以上
電源:把任何一條usb線剪斷,然後露出兩條紅黑色的正負極
方法:找一個密閉透明塑膠瓶(影片中的是空優格瓶)減少氯氣飄出,挖兩個小洞,接著把鉛筆芯插入,接上正負極(如果可以用夾子銲接正負極比較方便,沒有的話直接纏上也是可以)。
網路上其他分享有提到100ppm,1公升次氯酸水的電解時間約是0.1安培小時。如果有買餘氯試紙是最好,沒有還是可以用電流表來計算,
假設製造500ml則需要0.05安培小時,如果量出電流是0.1安培,那就得電解0.5小時。
影片中的水量是300ml,電流0.05A,所以需要電解時間是0.3小時=20分鐘。不同鹽水濃度或電極的距離都會改變電流大小。

以上只是DIY好玩而且省錢容易取得材料的方法,盡量還是選擇商業產品較有保障,
謝謝大家,希望大家都安全度過疫情

按這裡檢視網頁
lee7411 wrote:
現在市面上已經很難買(恕刪)
現在疫情發展迅速,陸續都有防疫相關用品越來越難買到了,特別是台中今天33例,大家整個突然警覺起來....今天小弟去五金行要再買小隨身噴霧瓶,店家就缺貨了(大的超過80CC是還有),然後要買手指血氧計,也開始缺貨延遲了...漂白水是較大宗,五金行還有,但超市賣完了...如果自己能掌握自製消毒水的能力,就比較不用擔心買不到,更重要是不需要省著用,到處噴就對了~
iitzex wrote:
我來說我自己較容易上(恕刪)
對其實要製造次氯酸水,不用很高深複雜的設備,只要DIY之餘多顧慮用電安全就可以了~
也非常感謝大大提供次氯酸電解的供電能量資訊,小弟再進一步研究看看,希望能抓到較理想的操作參數~

對了有關電解所需電壓,小弟滿建議優先考慮行動電源供電,但是5V的反應速度很慢,小弟感覺還是盡量用升壓線拉高到12V以上,電解速度會明顯較快,另外初期製造次氯酸建議宜搭配餘氯試紙,比較能確保掌握該批的消毒能力,但應該幾次之後,光是聞味道就可大概判別電解程度了~

小弟本身是學微生物領域,以酒精而言,本身不具殘留性,對被噴物而言,概念上較接近事後消毒概念,反而次氯酸具有小時等級的殘留性,出門前先噴,會具備事前防禦效果,不過肌膚使用仍宜注意餘氯量不宜太高便是
zzzrrrzz wrote:
原則上以1:100比例來準備食鹽及水(1:100),也就是1g食鹽配上100mL水,例如小弟準備300mL的水量,就是加3g食鹽



看完後有點覺得有點奇怪,請教一下...
水+食鹽--> 電解-->應該是 次氯酸"鈉"+水吧? 不是次氯酸吧?

若是,那您的鈉是用甚麼攔阻掉了??
至於我們這些前浪的心酸,聽不聽,後浪自己評估吧,反正後來的修車錢及浪費的時間是你在付的...
mrmask wrote:
看完後有點覺得有點奇(恕刪)
好問題,小弟先前也是閱讀了一些資料才比較理解,不然本來以前也以為鹽水電解應該是次氯酸鈉...

在同槽電解的狀況下,NaCl解離後,多數狀況下,Na會與OH結合變成NaOH,而Cl就會在正極變成氯氣,但由於氯在水中的溶解度高,溶解後就變成次氯酸HClO~

另外照理說會有HCl產生,但實際上氫氣在水中溶解度很低,大多逸散掉,所以電解時間若夠,水中動態解離平衡時,能產生HCl的量會很少,但時間一久,NaOH會與少量的HCl結合,又變回NaCl,所以次氯酸也並非耐放,數天內要逐漸用掉不然要汰換

從以上所知,其實單槽電解狀況時,NaOH會比較多,所以會變成微鹼性次氯酸水

若採用雙槽電解,因為NaOH都在負極端產生並留在負極槽,此時取用正極槽的次氯酸,就會是偏酸性了,但實務上好像要混合一些負極槽的溶液,才會變成是微酸性~小弟這段就不知道確切配方比例,但是越酸性的次氯酸,對金屬類及肌膚可能傷害較大

至於真正的次氯酸鈉製造,網路資料提到都是化學法,並非使用電解法大量生產了~
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