負離子

何謂負離子

諾貝爾物理獎得主「菲利浦˙萊納德意志（Philip Lenard）」博士發現，河水由高山上衝瀉而下，擊打到瀑潭周圍的岩石或水面，激起大量的水花，產生許多負離子。這些負離子會吸納空氣中的塵埃、惡臭等細小的污染物附著再樹木、岩石或溶入潭水中，因而達到淨化空氣的作用，這種大自然的自淨作用又稱為『萊納德效用』。

自然環境中生成的負離子生成方式有五種:水邊、植物、陽光、輻射物質、雷。現在人工製造的負離子產生器其生成方式有三種(如下表)各有其優缺點，如根據李納(Lenard)水破碎方式效果製造出來的大量負離子，應用於潛艦或軍事設施。還有一種是利用「日暈放電」，但這種電氣負離子很容易消失，無法達到淨化的功能。

負離子成為世界各國目光焦點，主要是因為現代的居住環境中充滿正離子，而正離子主要來源是由於環境的污染，汽車排放的廢氣、工廠的煤煙、農藥和化學物質的大量使用等環境污染不斷進行，使得空氣中的負離子大量減少。從學理上看，負離子確實可以與浮游在空氣中的臭味與煙塵粒子，甚至與灰塵、細菌結合，並予消除，達到完全清淨的效果。如果能適時的在污濁的空氣中加入豐富的負離子的話，就可以使的空氣變的清新，減輕不適的感覺，身體自然有會恢復到健康的狀態。

負離子放電方式

1.電暈放電方式

電暈放電的方式一般稱之為直流自由電暈放電式負離子產生器，其結構係讓施加負極高電壓的棒狀或負電極施加正極電壓的有孔平板狀誘電電極，適當的空隙相對放置，在負電極與誘電電極之間施加高電壓之作用下變成強電界場，局部的空氣層遭到絕緣破壞而產生電暈放電，隨之負電暈的前端便會釋放出電子。

在電極之間所施加的電壓，必須是能夠維持在氣體中放電所需的電壓。藉由此氣體中放電，位在電極部區域的氣體分子，會因為電暈放電而變成電漿狀態，將正離子、負離子和電子分離(或稱電離)，電子和負離子就朝向電場正極方向移動，正離子則朝負極方向移動。因為正極形狀是有孔的平板，所以有些負離子會因為直行的慣力作用，而穿過平板上的孔跑到外面去。

強力的電暈放電，所產生的放電領域因為發光，會產生許多包含C領域波長的紫外線，特別是波長185nm的C紫外線最容易生成臭氧，所以許多臭氧生成器的製造商就利用這項原理，以電暈放電的方式產生臭氧。這種電暈放電所產生的紫外線能量會分解空氣中的氧氣(O2)，形成氧分子(O)。經由放電所產生的電子 (e)會與空氣中的氧氣(O2)衝突，使氧氣(O2)會分解成氧分子(O)。
3UV-C=203
O2 + e- = O + O + e 　O+ O2 + O2 = O3 + O2

除了上述反應之外，空氣中的主要成份氮氧(N2)會被紫外線的能量分解成氮原子(N)，當它與在同樣條件下形成的氧原子(O)結合後，就會變成氧化氮(NO X) ，氧化氮(NO X)則是近年都市內機車空氣污染。

2.【電子放射式】負極性高電壓

使用壓電變壓器施加在負電極的負極性高電壓由電路板上的壓電變壓器驅動電路，使其驅動電壓加大。將所得到的交流高壓電，經過整流電路，變換成負極性高電壓，再施加於該負電極，釋放出電子產生負離子。

負電極釋放出的電子，因有絕緣體遮斷，因此往對向電極移動的電子能量就會變小，俾可有效防制臭氧(O3)、氧化氮(NOX)等有害物的形成。

3.水破碎方式

水由高處向下落時會產生激烈的碰撞而破碎，而高速破碎的水粒子會使周圍的空氣帶電，也就是空氣中充滿帶電的水粒子，飛入形成負離子，而流動的水失去電子，故有豐富的水分子空氣，就含有豐富的負離子。



正極因為有正電壓，而負離子又帶有負電，所以所產生的負離子會因為電的引力與正電發生衝突。與誘電電極的正極發生衝突的負離子，會將電子給正極而被中和，許多負離子因而消失，亦是難以避免。尤其，衝突的能量會從誘電電極釋放出質子(帶正電的離子)，此質子與負離子中和，更加速負離子的流失。

電暈放電所需的放電電壓必須維持在4KV以上，所以線圈型變壓器的特性就是能讓電壓的昇壓比加大；惟，此種線圈型的高壓變壓器因為能讓電磁波結合放大，所以會產生大量的電磁波，因此習用負離子產生器運作時所形成之電磁波亦對人體造成不良影響。

負離子生成器大都係裝在空氣濾清器、冷氣、電風扇、吹風機等有送風裝置的機器中，因為受到送風氣流的影響，負電極部區域的放電通到便會擴大，該區域內空氣阻力也會增加，空氣的絕緣破壞會更困難，負離子產生量就會下降。其雖然可利用維持一定的放電電壓之方式，防止因為氣流速度而導致的放電通道擴大，但相對的，其結果同樣會促進臭氧(O3)及氧化氮(NOX)的產生。