Trinkwasser mit Wasserstoff anreichern in der Praxis

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

H2-Wasser, Entwicklung und Versuche

Seit 2018 interessiere ich mich als ein "Hobby" für Trinkwasser das künstlich mit Wasserstoff angereichert wird und für die gesundheitlichen Wirkungen von Wasserstoff-Gas.
Das Thema hat auch mein "Forscherinteresse" geweckt, nicht nur zu Erkunden welche Wirkung ein erhöhter H2-Gas-Durchsatz auf meine Gesundheit hat, sondern wie es  mit einfachen, selbstgebauten Geräten möglich ist, hoch angereichertes H2-Wasser für den Hausgebrauch selbst herzustellen. Käufliche Geräte zur Herstellung von H2-Wasser sind in der Regel entweder sehr teuer, oder sind ihr Geld nicht wert (oder sogar beides zugleich).

Dazu als erstes gleich einen "Spoiler":
Meine Geräte und Methoden brauchen alle eine externe Quelle von Wasserstoff-Gas!
Anfänglich habe ich für meine Versuche H2-Gas aus einer großen Druck-Gasflasche (Leihflasche, 60 Litter unter 200 bar Druck) verwendet, was natürlich gar nichts für den Hausgebrauch ist. Mittlerweile verwende ich zur Gas-Gewinnung ein Gerät das bi-destilliertes Wasser mit einer PEM-Zelle (Brennstoffzelle) in H2-Gas und O2-Gas aufspaltet.
Verkauft werden diese Geräte zum Inhalieren von H2-Gas. Im Prinzip kann auch eine H2-Booster-Flasche reine H2-Gas liefern, nur ist dort die Menge an H2-Gas je Minute so gering, dass es zum Laden der Geräte und Flaschen mit H2-Gas sehr viel Geduld braucht. Inhalatoren liefern dagegen meist 100, 300 oder 2x300 ml/min an hoch-reinem H2-Gas (ohne Fremdgase). Sie brauchen dazu Strom (220V) und bi-destilliertes Wasser für Laboratorien (gewöhnliches destilliertes Wasser vom Baumarkt enthält immer noch einiges an Mineralien und Salzen das die Brennstoffzelle mit der Zeit beeinträchtigen kann.).

H2-Gas in druckloses Wasser "sprudeln" lassen

Meine ersten Versuche H2-Wasser zu erzeugen bestanden darin,  eine Belüftungskeramik, wie sie für Aquarien zum Belüften des Fisch-Wassers verkauft wird, anstatt mit Luft mit H2-Gas aus der Labor-Druckflasche zu betreiben. Damit sind die Blasen sehr fein. Steht mehr Gas zu Verfügung funktioniert auch ein Metallischer Luft-Ansaugfilter für Pressluftgeräte ganz gut.

Sprudler 3Sprudler 2
links: Fruchtsaft mit H2 aus einem Inhalator aufwerten 
rechts: mit einem Luft-Ansaug-Filters für Pressluft aus gesinterten Metall-Kügelchen

Diese Versuche habe ich dazu gemacht.

Erkenntnisse:

  1. Anfangs löst sich H2-Gas schnell und gut im Wasser, aber je näher der H2-Gehält an die Sättigungsgrenze von 1,57 ppm kommt , um so mühsamer (zeitintensiv) wird die weitere Steigerung. Wenn das Wasser keine höhere Sättigung als 0,8 - 1,2 ppm erreichen soll, ist das eine geeignete Möglichkeit.
  2. Es geht bei dem Verfahren auch darum, andere im Wasser gelöste Gase mit dem "Besprudeln" aus dem Wasser auszutreiben. Bei Wasser aus dem die "Fremdgase" vorher durch Abkochen oder Anlegen eines hohen Vakuums ausgetrieben wurden (entlüftetes Wasser), funktioniert dieses Verfahren schneller und vollständiger.
  3. Das Verfahren ist auf alle Flüssigkeiten anwendbar, z.B. auch auf Fruchtsäfte oder sogar Wein! Bei Flüssigkeiten mit Geschmack kann das H2-Gas auch den Geschmack leicht verändern. Zumeist schmeckt es mit dem H2 "weicher" und auch etwas weniger sauer (vermutlich durch die leicht anti-oxidative Wirkung von H2 ?).
  4. Die erforderliche Gasmenge (bzw. die Dauer der Begasung) um einen vergleichbaren Effekt zu erreichen ist deutlich höher, als in geschlossenen Gefäßen in denen ein Überdruck aufgebaut wird.

 

H2-Gas in Trinkwasser aus dem Wasserhahn "einwirbeln"

Das ist eine sehr interessante Methode um große Mengen H2-Wasser nahe der einfachen H2-Sättigung (so um die 1,2 bis 1,4 ppm) im Durchfluss herzustellen. Zwar ist die Ansaugleistung der Wasser-Wirbler am Wasserhahn deutlich höher als die Lieferleistung üblicher H2-Inhalatoren, aber mit einem kleinen Trick läßt sich überschüssiges H2-Gas, dass sich beim Verwirbeln nicht gleich um Wasser gelöst hat, "recyclen", so dass es erneut vom Wirbler am Wasserhahn angesagt wird. Mit diesem Trick genügt auch schon ein üblicher Inhalator um 3 Litter H2-Wasser je Minute im Durchfluss zu erzeugen!

Diese Versuche habe ich dazu gemacht.
Vortex 3

 Erkenntnisse:

  1. H2-Gas löst sich im Wasser besonders schnell, wenn Wasser fein verteilt als Sprühnebel oder in einem Hochgeschwindigkeits-Wasserwirbler einer reinen H2-Gas-Atmosphäre ausgesetzt wird.
  2. Vermutlich wird der Übergang von Gas ins Wasser auch durch den fast schlagartigen Druckabfall in eine sehr dünnen Wasserschicht in der Wirbelkammer begünstigt.
  3. In meinen nach dem Einspritzprinzip gebauten Kleingeräten erfolgt dieses Einspritzen noch dazu in eine H2-Atmosphäre unter Überdruck, womit sich in sehr kurzer Zeit auch höhere H2-Gehalte realisieren lassen. Allerdings muss natürlich das einspritzende Wasser immer noch unter einem höheren Druck als die H2-Atmosphäre stehen, um ein Versprühen zu ermöglichen, was für höhere H2-Gehalte dann eine Druckpumpe für 6-10 bar mit ausreichender Pumpmenge erfordert.

Wasser in eine H2-Gas-Atmosphäre einspritzen (das Willand-Prinzip)

Nach diesem Prinzip habe ich mir eine Methode zur Herstellung von H2-Wasser ausgedacht, die nicht nur sehr effektiv ist, sondern im Vergleich zu anderen Gerätschaften zur Herstellung von H2-Wasser fast nichts kostet! (Immer vorausgesetzt man hat H2-Gas aus einem Inhalator o.ä. zur Verfügung, aber es genügen dafür auch schon kleine Geräte mit geringer Leistung)
Das ist alles was an man als "Technik" zur Erzeugung von Super-H2-Wasser braucht:

 AutoVentil AnschlussAutoVentil 2a Kiste laden

Ein Stück Pressluftschlauch mit Autoventil-Anschluss (ca. 5 €)    /   Autoventile (10 cent bis 8 € je Ventil)   /  Pfandflaschen aus dem Getränkemarkt (0 €)  /  ev. noch eine Sanduhr

(Das soll keine Werbung für "Eiszeit-Quell" Wasser sein - die Flaschen sehen aber schön aus und haben vor allem einen qualitativ hochwertigen Wegwerf-Schraub-Deckel!)
Das geniale an dieser Methode ist die Nutzung des Leitungs-Wasserdrucks anstelle einer Druckpumpe (2 bar Wasserdruck genügt, aber je höher der Druck, um so besser. Nur nicht über 5-6 bar, denn Glas-Getränkeflaschen für kohlensäurehaltige Getränke sind für 5 bar Innendruck beim Befüllen ausgelegt, sollten also erst oberhalb von 10 bar platzen - hab ich nicht getestet)
Hier beschreibe ich die Methode (Es gibt kein Copyright darauf, und Geld im Esoterik-Markt läßt sich damit sicher auch nicht verdienen smile)

Diese Versuche habe ich dazu gemacht.

Hier sind weitere Möglichkeiten beschrieben Ventildeckel zu basteln.

 Erkenntnisse:

  1. Durch Einsprühen von Wasser in die mit H2-Gas gefüllten Flaschen wird die Sättigung schneller erreicht als durch einfaches füllen durch eine simples Ventil. Aber das gleiche kann auch erreicht werden indem die frisch gefüllten Flaschen eine Weile geschüttelt werden. Alternativ genügt auch schon das horizontale Lagern der Flaschen für 12 - 24 Stunden.(oder etwas schütteln und lagern)
  2. In horizontal gelagerten Glasflaschen bleibt der Druck und damit der H2-Gehalt 1 Jahr und länger erhalten. In PET-Flaschen sinkt er etwa auf die Hälfte.
  3. In PET-Flaschen sinkt der Druck zwar allmählich ab, aber 1-3 Monate Lagerung sind ohne großen Qualitätsverlust möglich
  4. Sehr lange übersättigt unter Druck gelagertes H2-Wasser scheint sich wie guter Wein zu "verbessern", -  in dem Sinne, dass das H2-Gas nach der Druck-Entlastung weniger schnell entweicht. (also "besser" im Wasser gelöst wird? Das muss ich mal noch genauer untersuchen ...)

Testen, vergleichen und optimieren von H2-Booster-Flaschen

Fünf verschiedene Kleingeräte mit Akku zu Herstellung kleinerer Mengen an H2-Wasser (ich nenne sie H2-Booster-Flaschen) habe ich gekauft, getestet, zerlegt und versucht etwas daraus zu lernen um sie zu optimieren.Dabei zeigten sich einige typische Schwachstellen und Mängel, die vielen Booster-Flaschen gemeinsam sind (durchaus auch teuren Produkten). Es scheint so, dass viele Hersteller in Fernost sich gegenseitig kopieren und vor allen Wert auf schickes Aussehen, bunte Lichteffekte und edle Verpackungen legen. Wer misst auch schon den verspochenen H2-Gehalt nach, oder weiß worauf es ankommt.

Mein Arbeitsplatz
Arbeitsplatz: Testen, zerlegen und optimieren von H2-Booster-Flaschen

Diese Versuche habe ich dazu gemacht. (link kommt noch)

Erkenntnisse:

  1. Die PEM-Technologie (Brennstoffzelle) ist in der Lage mit sehr geringem Energieaufwand einen so hohen Druck im Wasser zu erzeugen, dass praktisch alle Geräte zerstört oder undicht werden können, die keine Druckbegrenzung haben! (eine Überdruckventil oder einen elektrischen Druck-Begrenzer, oder einfach Undichtigkeiten)
  2. Wenn unten aus dem Gerät Wasser in eine Auffang-Wanne läuft, ist das Gerät einfach nur undicht konstruiert, Die PEM-Membran selbst lässt nach unten nur Sauerstoff-Gas austreten! Das Gerät hat dann nur quasi ein Überdruckventil zufolge von Undichtigkeiten durch die nach unten Flüssigkeit austritt.
  3. Der H2-Gas-Sättigungswert ohne Überdruck von 1,6 ppm lässt sich im Vergleich zum drucklosen Einsprudeln von H2-Gas viel schneller und spielend leicht mit Überdruck erreichen (da genügen auch schon 1-2 bar Überdruck).
  4. Je höher der entstehende Überdruck in der Booster-Flasche, je höher der H2-Gehalt im Wasser unmittelbar nach dem Öffnen der Flasche (übersättigtes H2-Wasser).
  5. Übersättigtes H2-Wasser kann beliebig lange unter Druck gelagert werden ohne an Qualität zu verlieren. Der H2-Gehalt von übersättigtem H2-Wasser sinkt aber schnell nach der Druckentlastung. Daher H2-Wasser wie "Sprudel" bald nach dem Ausschenken trinken (auch wenn man nicht wie bei Sprudel an Blasen merkt, wie das Gas entweicht).
  6. Es ist optimal, wenn das H2-Gas in möglichst feinen Gasbläschen in den Flaschen langsam von unten nach oben aufsteigt. Aber genausoviel H2-Gas löst sich im Wasser, wenn es nur als reine H2-Gas-Atmosphäre auf der Wasseroberfläche ansteht. Es dauert dann nur länger bis das H2-Gas sich gelöst, und überall im Wasser verteilt hat. Das "Sprudeln unterstützt auch, dass andere Gase leichter aus dem Wasser ausgetreten können.
  7. Es ist immer vorteilhaft das Wasser vor dem Trinken noch eine Weile in der Booster-Flasche unter Druck zu belassen. Ideal sich Flaschen in denen der Überdruck noch lange nach dem Abschalten des "Sprudelns" erhalten bleibt.
  8. Auch bei ganz dichten Flaschen sinkt der Druck noch nach Ende der Gas-Erzeugung weil sich weiteres Gas von Oben durch die Wasseroberfläche löst, und das Gasvolumen als Druckpolster auf dem Wasser so gering ist. Je mehr Druckgas auf dem Wasser steht um so länger bleibt der H2-Gehalt in der Flasche erhalten.
  9. Rein mechanische Überdruckventile im Deckel sind aus Sicherheitsgründen sinnvoll, aber eine schlechte Lösung, wenn es um möglichst hohe H2-Gehalte im Wasser geht. Denn immer wenn das Ventil öffnet kommt es schlagartig zu einem hohen Druckabfall, der erst wieder durch minutenlanges, zusätzliches Boosten ausgeglichen werden kann. Besser wäre ein Überdruckventil nach unten, dass Wasser austreten lässt, weil mit Wasser die mechanische Druckregelung ganz wesentlich besser funktioniert und es nicht zu einem so schlagartigen Druckabfall kommt.
  10. Ein simpler mechanisch-elektrischer Druckschalter anstelle eines Überdruckventils, der die Stromzufuhr zur PEM-Zelle unterbricht, hat diesen sehr nachteiligen Effekt des Druckabfalls ünberhaupt nicht, und ist für mich optimale Lösung! Noch besser wäre diese Lösung ein einem Gerät das nicht schon nach wenigen Minuten abschaltet sondern fast im Dauerbetrieb läuft, den elektrisch abgeschaltet durch den Druckschalter wird fast kein Strom verbraucht, und sinkt der Druck in der Flasche schaltet der elektrische Schalter wieder ein und Hält den H2-Gehalt (den Druck) konstant.

 

Verhalten von Überdruckventilen in Booster-Flaschen

Text kommt noch (Ergebnisse hier)

 

Messung des Wasserdrucks in geschlossenen Flaschen

Text kommt noch (Ergebnisse hier)

 

Herstellung von H2-Wasser mit reaktiven Mineralien

Text kommt noch

 

Experimente mit den Methylenblau H2-Messtropfen

Text kommt noch (Ergebnisse hier)

 

Bau von stationären Geräten für H2-Wasser nach dem "Willand-Prinzip"

Text kommt noch

 

Großes Tischgefäß zum Zapfen von H2-Wasser

Text kommt noch

 

H2-Anreicherung und Wasser-Speicher mit einem "Druckausgleichsgefäß"

Text kommt noch

 

Anreicherung von Badewasser mit H2-Gas

ist noch in der Experimentierphase