Anreichern von Wasser mit Wasserstoff in der Praxis

H₂-Wasser in Ventil-Flaschen nach dem "Willand-Prinzip" herstellen und lagern

 

Das hier ist die einfachste und kostengünstigste Methode, flaschenweise H₂‑Wasser höchster Qualität herzustellen! Anders als bei allen anderen, mir sonst bekannten Verfahren ist sogar die kistenweise Lagerung von gesättigtem H₂‑Trinkwasser über Monate ohne Qualitätsverlust möglich!

Der H₂‑Gehalt geht bei der vorgeschlagenen Lagerung in Glas-Pfandflaschen über Monate nicht verloren und die Qualität des H₂‑Wassers wird durch diese Lagerung wie guter Wein immer besser, weil sich im Laufe der Lagerung auch noch die feinsten H₂‑Bläschen (Nano-Bubbles) aus dem Wasser verschwinden, weil sie vollständig gelöst werden können und das Wasser so den bei dem Lagerungsdruck maximal möglichen Sättigungsgehalt an molekularem Wasserstoff erreicht.

Und das ist alles, was dazu außer einem Inhalator zur Erzeugung von drucklosem H₂‑Gas erforderlich ist:

• Eine Kiste mit Pfandflaschen aus Glas oder PET (kostenlos)
• Ein an einen Wasserhahn angeschlossener kurzer Schlauch, der in einem Druckluft-Füllanschluss für Autoreifen endet (Kosten unter 10 EUR)
• Einige Autoreifen-Ventile, eines für jede Flasche (Kosten pro Ventil zwischen 15 Cent für Gummiventile und 3 EUR für die optimalen Traktoren-Wasserventile)
• je nach verwendeten Schraubdeckeln der Pfandflaschen kommen noch passende Dichtungs- und Unterlegscheiben dazu

Auch an das handwerkliche Geschick sind die Ansprüche gering. Als Werkzeug genügen ein Akkuschrauber, ein Holzbohrer, eine Eisensäge und eine Zange zum Einspannen beim Sägen (besser ein Schraubstock).
Die Kosten für eine vollständige "Station" zur Erzeugung und Abfüllung von hochwertigem H₂‑Wasser liegen also unter 50 EUR!

Mit dieser simplen Technik der Ventil-Flaschen unter 2 bar Druck in Glas-Pfandflaschen nach einer Lagerung von 12 h etwa 4 ppm H₂‑Gehalt und nach 40 Tagen Lagerung an die 4,7 ppm H₂-Gehalt erreicht. PET-Pfandflaschen sind nur für die Lagerung eines Wochenbedarfs geeignet.
(Studien dazu hier)

Und so einfach funktioniert meine Methode nach dem "Willand-Prinzip" mit den Flaschen, welche oben im Deckel ein Autoventil eingebaut haben:

1. Inhalator einschalten, leere Flasche mit der Öffnung nach unten halten und den Gasschlauch in die Flasche halten (das H₂‑Gas sollte dabei ganz oben am Flaschenboden austreten)
2. Warten, bis sich die Flasche vollständig mit H₂‑Gas gefüllt hat. Weil H₂‑Gas so viel leichter als Luft ist, wird die Luft ganz von selbst nach unten aus der Flasche ausgetrieben. Je nach Liefermenge des Inhalators und Flaschenvolumen dauert das unterschiedlich lange. Die mindestens notwendige Dauer in Minuten kann berechnet werden als: Flaschenvolumen in ml geteilt durch die Liefermenge in ml/min. Bei einer Flasche mit 0,75 Liter Inhalt und einem Inhalator, der 300 ml/min an Gas liefert, dauert das Füllen der Flasche mit H₂‑Gas also 750 : 300 = 2,5 Minuten (beliebig länger geht auch). Ich verwende als Timer eine Sanduhr mit 3 Minuten.
3. Die Flasche weiter so mit der Öffnung nach unten halten und in dieser Lage mit dem Ventildeckel verschließen (so kann man eine ganze Kiste mit Flaschen vorbereiten, die alle mit H₂‑Gas gefüllt wurden.)
4. Die Flasche am Wasserhahn mit Wasser füllen, bis aus dem Einspritzen ein Tröpfeln wird (dann ist das H₂‑Gas in der Flasche mit dem gleichen Druck zusammengepresst, den das Manometer am Hauswasseranschluss anzeigt). Den Füllschlauch am Wasserhahn vorher ganz mit Wasser füllen und wie beim Füllen von Autoreifen auf das Ventil klipsen.
5. Jetzt das Wichtigste: Erst den Wasserhahn schließen, dann die Flasche mit dem Ventil nach unten halten, und erst jetzt den Füllschlauch entfernen. (Wenn der Hahn nicht zu ist, gibt es eine Sauerei, und wenn die Flasche beim Abtrennen des Schlauchs nicht auf dem Kopf steht, entweicht sofort ganz viel Gas, und der Innendruck fällt stark ab, wodurch auch der erreichbare Gehalt an Wasserstoff im H₂‑Wasser sinkt.)
6. Die Flaschen horizontal lagern (dadurch ist der Verschluss unter Wasser und ist so gasdichter und die Wasseroberfläche in der Flasche, durch die das H₂‑Gas noch ins Wasser wandern kann, ist besonders groß. Man kann dazu einfach die ganze Kiste auf den Boden legen.)

So sieht meine Profi-Füllstation aus:

Bild 1: Zum Gasfüllen hänge ich die Flaschen auf ein Metall-Röhrchen mit H₂-Gas-Anschluss zum Inhalator an der Wand hinter meinem PC-Arbeitsplatz. Dann geht das Füllen so nebenbei, auch wenn der Inhaltor nur wenig Gas liefern sollte.
Bild 2: Die Wasser-Füllstation, einmal als Pistole zum Aufpressen auf die Flaschen, für das Füllen eine ganze Kiste von Flaschen, als simpler Füllschlauch zum Anklemmen auf dem Ventil, jeweils an eine 6‑mm-Druckleitung geklemmt, für die es auch passende Schnell-Anschlüsse an den Wasserhahn gibt.

Mit einer kleinen Druckpumpe, die den Hauswasserdruck auf 6 bar steigert (oder dem Wand-Gerät, das bereits H₂-Wasser bei 6 bar Druck zur Verfügung stellt), kann diese "Füllstation" auch lagerfähiges H₂-Wasser herstellen, das über 10 ppm erreicht!

 

Und das ist der billigste Ventildeckel:

Von diesen billigsten, reinen Gummi-Ventilen für 15 Cent je Stück rate ich allerdings ab, weil mit ihm das Wasser bei längerer Lagerung nach Gummi schmeckt. Schade, denn die Form der Ventile ist ideal für die Pfand-Glasflaschen, denn sie passen genau in den Glas-Hals der Flasche und sind im Deckel ohne zusätzliche Bauteile absolut dicht.

Auch die Wegwerfdeckel sind von sehr unterschiedlicher Qualität. Am besten geeignet fand ich diese obigen Deckel der "Eiszeit-Quelle"-Mineralwasserflaschen. Sie sind besonders stabil und haben einen in den Flaschenhals reichenden Dichtwulst anstelle der sonst oft verwendeten hauchdünnen Dichtscheibe. Auch die Flaschen sehen auf dem Tisch besonders schön aus, finde ich.

Am besten geeignet sind diese Luft-Wasser-Ventile "TR618A" (10 Stk. für 20 EUR bei Ebay), allerdings müssen die noch zugesägt oder abgeschliffen werden, um in die Schraubdeckel zu passen. Daher habe ich später nur noch die Ventileinsätze dieser Ventile verwendet, die auch einzeln erhältlich sind. Diese Ventile sind aus Messing und für den Gebrauch mit Wasser ausgelegt. Die Ventil-Einsätze haben nur leider das sehr ungewöhnliche Gewinde "3/8-32 UNF". Daher mache ich aus dem unteren Einbau-Teil, in das das Ventil eingeschraubt wird, eine passende Mutter, indem ich einen Teil des oberen Gewinderohres verwende. Später habe ich mir auch einen Gewindebohrer für dieses Gewinde "3/8-32 UNF" gekauft, um den Ventileinsatz direkt in dickere Deckel einschrauben zu können

Ich verwende nur den Ventileinsatz mit einer weißen Unterlegscheibe und ein abgesägtes Stück von dem Gewinderohr des Einbau-Teiles als Kontermutter im Deckel. Zwischen dem Gewinderohrstück und dem Deckel ist noch ein passender O-Ring als Dichtung auf den Ventileinsatz geschoben. Das war die beste Lösung, die ich nach wirklich sehr vielen Versuchen gefunden habe.

Das sind Möglichkeiten, dieses Ventil in die Deckel einzubauen:

Weitere Möglichkeiten, an denen ich mich versucht habe, mit anderen Deckeln und auch mit integrierten Sprühdüsen, sind hier dokumentiert.

Und hier lagert H₂-Wasser in meinem Wein-Regal (in der Testphase noch mit Tauchkörpernzur Kontrolle, ob der Druck ein Jahr lang erhalten bleibt)

Später habe ich mir auch noch einen Gewindebohrer für dieses Gewinde "3/8-32 UNF" gekauft, um den Ventileinsatz des Luft-Wasser-Ventils direkt in dickere Deckel einschrauben zu können. Sehr gut geht das bei den Deckeln der schönen Soda-Stream-Glaskaraffen:

 

Oder hier habe ich den Ventileinsatz in einen großen Thermoskrug zum Bierbrauen eingebaut.
Die Idee dabei ist, dass man so nicht jedes Mal eine ganze Flasche neu mit H₂‑Gas füllen muss, sondern man kann einfach jeden Abend das entnommene H₂‑Wasser direkt durch Wasser aus dem Wasserhahn ersetzen, und am anderen Morgen ist auch das ersetzte Wasser wieder vollständig mit Wasserstoff gesättigt. Das Manometer zeigt indirekt den Füllstand an und wann der Krug wieder mit Wasser nachgeladen werden sollte. Der Bierzapfhahn ist generell ideal zum "Abzapfen" von H₂-Wasser unter Druck, weil ein normaler Hahn ohne Druckgas-Kompensation auch das H₂-Wasser beim Ausschenken schäumen lässt, sodass aus dem übersättigten H2‑Wasser wie bei Sprudelwasser oder Bier sofort Gas in Blasen entsteht und entweicht. Das Thermos-Gefäß hält das Wasser kalt, was von Vorteil ist, da sich in kaltem Wasser mehr H₂‑Gas lösen kann.

Bild 1: Original-Gerät wie in China gekauft        
Bild 2: jetzt umgebaut und mit dem Messing-Ventileinsatz modifiziert (ein Gewinde in Edelstahl zu schneiden ist schwierig)

Das funktioniert im Prinzip auch prima. Es ist eine gute Lösung, wenn der Inhalator sehr wenig Gas liefern kann, denn die einmalige Füllung mit H₂‑Gas kann dann die ganze Woche über wiederverwendet werden. 
Auf den Tisch gestellt verschreckt das sonderbare Teil allerdings so manche Gäste   ... sieht ja auch ein wenig aus wie eine Konstruktion von "Daniel Düsentrieb", dem immer mal wieder was explodierte.