Trinkwasser mit Wasserstoff anreichern in der Praxis

Sinn, Grundlagen, Testen käuflicher H2-Geräte  -  alternative Bauanleitungen für günstigere Alternativen

Gase in der Luft und im Wasser

Unsere Atemluft besteht aus einem gleichmäßig verteilten Gemisch verschiedener Gas-Moleküle, die von der Erde genauso wie das Wasser im Meer angezogen werden und so die Atmosphäre bilden, ein leichteres Luftmeer über einem schwereren Wassermeer sozusagen. Schwerere Moleküle (schwerere Gase) sinken dabei mit der Zeit nach unten und leichtere steigen auf. Wärme bewirkt, dass die Moleküle schwingen und im wirrem Zickzack ständig aneinander stoßen (die Brown'sche Molekularbewegung). Das fördert die gleichmäßige Durchmischung und behindert die Sortierung in getrennte Schichten leichterer und schwererer Moleküle. Das ist so wie dichter, gegenläufiger Autoverkehr in einer Stadt ohne Ampeln und Wegweiser, wo jeder den Gegenverkehr maximal behindert und auszuweichen versucht und sich so weit ab von dem direkten Weg verfährt ... also es staut, mischt und "verfährt" sich. Durch die wirren Stoßbewegungen bei Wärme kommen die Moleküle nicht so leicht in der angestrebten Richtung aneinander vorbei. Der super-leichte Wasserstoff schwebt in einem Gasgemisch nicht ganz so super-schnell nach oben davon, aber doch schneller als jedes andere Gas in der Luft.
Also:

Unterschiedliche Gasen vermischen sich selbstständig und verteilen sich in dem zur Verfügung stehenden Raum.
Dabei haben leichtere Gase natürlich das Bestreben aufzusteigen und schwerere abzusinken, aber durch die Wärme bildet sich eine Mischzone aus und scharfen Trennflächen wie bei dem leichteren Öl, das auf dem Wasser schwimmt.

Gefühlt hat die Luft um uns herum kein Gewicht und doch lastet die zig-tausend Meter dicke Gasschicht der Atmosphäre auf, mit einem Druck der etwa 10 Meter Tauchtiefe im Wasser entspricht! Wir sind es nur gewohnt, so wie der Fisch in der Tiefsee. Kein Wunder also, dass die Luftgase durch diese Last und die Brown'sche Molekularbewegung auch von oben auf die Wasseroberfläche gedrückt werden und sich im Wasser ebenso gleichmäßig verteilen wie in der Atmosphäre darüber, und in den "Zwischenräumen" der Wassermoleküle. Dabei gleicht sich das Mischungsverhältnis der Gase unter Wasser dem Mischungsverhältnis der Atmosphäre darüber so gut wie möglich an, und umgekehrt. Gleichgewicht herrscht dann, wenn zur selben Zeit genauso viele H2-Moleküle aus dem Wasser in die Atmosphäre darüber diffundieren wie umgekehrt.  (siehe dazu auch das Diffusionsexperiment mit einer Kunststoff-Flasche)
Also:

Ist die H2-Gaskonzentration an der Wasseroberfläche höher als im Wasser, so diffundiert der Wasserstoff ins Wasser und verteilt sich dort gleichmäßig. Aber auch umgekehrt: Ist über dem Wasser eine reine Wasserstoff-Atmosphäre, so diffundieren andere im Wasser gelöste Gase (Sauerstoff, Stickstoff etc.) in die H2-Atmosphäre über dem Wasser so lange aus, bis das Verhältnis von Wasserstoff zu anderen Gasen über und unter Wasser etwa gleich ist. Das H2-Gas über dem Wasser wird dadurch also "verschmutzt" und bei stationären Durchlaufgeräten wird die H2-Atmosphäre über dem Wasser immer ineffektiver. H2-Gas diffundiert sogar in Wasser ein, das sich in einem versiegelten Kunststoffbeutel befindet. Auf diese Weisen werden in japanische Kliniken H2-Infusionslösungen hergestellt. Dazu wird ein versiegelter Infusionsbeutel mit Kochsalzlösung über 48 Stunden in hoch gesättigtem H-Wasser gelagert. Patienten erhalten diese H2-Infusion anschließend intravenös zur Behandlung von Hautkrankheiten. In Japan gibt es auch Privat-Kliniken, die H2-Infusionen zu rein kosmetischer Hautverschönerung verabreichen. (Ich empfehle das wesentlich wirksamere Baden in H2-Wasser)

 

Um in der praktischen Anwendung möglichst viel Wasserstoff je Liter in das Transportmedium "Trinkwasser" einzubringen, folgt daraus:

  1. Je höher der Druck von H2-Gas auf das Wasser ist, mit um so mehr Wasserstoff wird das Wasser angereichert
  2. wird das Wasser anschließend mit anderem Gas (z.B. Luft) unter demselben Druck gehalten, entweicht Wasserstoff und wird durch die anderen Gase im Wasser ersetzt.
  3. Damit das Wasserstoffgas im angereicherten Trinkwasser in gleicher Konzentration erhalten bleibt, muss der Druck erhalten bleiben, und entweder möglichst wenig Gas, oder ausschließlich H2-Gas im Druckbehälter (der Trinkflasche) mit dem Wasser sein.
  4. wird das Wasser anschließend mit anderem Gas (z.B. Luft) drucklos zusammengebracht, also z.B. in ein Glas gegossen, verringert sich die H2-Konzentration anfangs recht schnell und dann immer langsamer. Nach 2 Stunden offen stehen ist der H2-Gehalt etwa auf die Hälfte gesunken.
  5. Bei niedrigerer Wassertemperatur passt "etwas mehr" Gas ins Wasser und es dringt schneller ein (wegen der geringeren Molekularbewegung ?)
  6. Werden dem Trinkwasser zunächst möglichst alle Gase entzogen (sogenanntes durch Vakuum "entlüftetes Wasser") geht die H2-Anreicherung deutlich schneller und es wird ebenfalls etwas mehr Wasserstoff gelöst
  7. Ein plötzlicher Druckabfall oder Schütteln "erschreckt" das gelöste Gas und es tritt schnell und in sichtbaren Bläschen aus (kennt man schon von Sekt, Bier oder Sprudel). Auch Turbulenzen beim Fließen durch Leitungen und Wasserhahn haben den Effekt (daher z.B. Bierzapfhahn verwenden!)
  8. Noch ein Effekt, für den ich keine Erklärung habe: Sehr lange unter H2-Druck in Flaschen gelagertes Wasser hält den Wasserstoff nach dem Öffnen besser bzw. länger. Vielleicht ein Effekt wie bei gutem Sekt oder edlen Wein?

Die fett geschriebenen Punkte 1, 3, 4 und 7 sind besonders praxisrelevant, die anderen sind ggf. den erforderlichen Aufwand nicht wert.