Domácí vodíková voda: bezpečné metody a riskantní triky

Pokud jste narazili na video nebo příspěvek na fóru, kde někdo ponoří 9voltovou nebo autobaterii do sklenice se slanou vodou, aby vyrobil „domácí vodíkovou vodu“, upřímná odpověď zní: takto není bezpečné přidávat vodík do vody, kterou chcete pít. Když vodou z kohoutku prochází elektrický proud, část vody se skutečně rozštěpí na vodík a kyslík, ale běžná voda z kohoutku téměř vždy obsahuje chloridy a domácí vodiče ani baterie nejsou pro tento účel určené. Když tyto dvě skutečnosti spojíte, pokus na kuchyňské lince přestává být zkratkou k vodíkové vodě a začíná být zdrojem plynného chloru a nevětrané směsi hořlavých plynů.

• Při průchodu proudu vodou se může uvolňovat vodík, ale chloridy, které už jsou ve vodě z kohoutku (a také v přidané soli), reagují na kladné elektrodě obvykle dříve než kyslík, a vzniká tak chlor.
• Běžné materiály elektrod, jako je ocel, hliník nebo měď, nejsou inertní kovy, které používají řízená elektrolytická zařízení. Samotná elektroda se proto může účastnit reakce, místo aby zůstala neutrální.
• Vodík a kyslík uvolněné společně do okolního vzduchu se mohou nahromadit ve směsi, která zůstává hořlavá v neobvykle širokém rozmezí koncentrací. Proto průmyslová zařízení tyto dva plyny oddělují a odvádějí.
• Vodíková tableta na bázi hořčíku spouští stejnou základní reakci, tedy reakci kovu s vodou, ale v uzavřené, samovolně se zpomalující podobě, která nevyžaduje elektřinu, vodiče ani přidanou sůl.

Proč se lidé pokoušejí vyrábět vodíkovou vodu pomocí baterie

Její lákadlo je zřejmé: baterie, dva vodiče a sklenice, kterou už máte doma, vypadají jako bezplatná alternativa k lahvi, džbánu nebo generátoru vodíkové vody. Ve většině verzí tohoto triku se do vody nejprve přidá špetka kuchyňské soli nebo jedlé sody. Důvodem je, že obyčejná voda z kohoutku sama o sobě údajně nevede elektřinu dostatečně dobře a přidané ionty urychlí průchod proudu i tvorbu bublinek. Pokud se na to díváme čistě z hlediska ceny, tato úvaha dává smysl. Nevysvětluje ale, co přidaná sůl a obnažený kov ve skutečnosti chemicky dělají s vodou. Právě na to odpovídá tento článek, nikoli na otázku, zda je takové zařízení levné nebo snadné sestavit.

Co se skutečně děje, když vodou z kohoutku prochází proud

Průchod stejnosměrného proudu vodou je skutečný způsob, jak ji rozštěpit: na záporné elektrodě (katodě) vzniká plynný vodík a na kladné elektrodě (anodě) kyslík (zdroj: Elektrolýza vody). To je skutečná chemie a zároveň základní proces, na němž fungují membrány SPE/PEM používané ve správně navržené lahvi na vodíkovou vodu. Rozdíl mezi řízeným zařízením a otevřenou sklenicí se dvěma volnými vodiči spočívá v tom, co dalšího voda obsahuje a z jakých materiálů jsou elektrody vyrobené.

Proč přidání soli situaci zhoršuje, nikoli zlepšuje

Voda z kohoutku i přidaná kuchyňská sůl obsahují chloridové ionty, které se na anodě oxidují přednostně před vodou, takže vznikajícím plynem je chlor, nikoli kyslík (zdroj: Elektrolýza vody). Nejde o zanedbatelnou vedlejší reakci: je to stejná chemie, jakou průmysl záměrně využívá při chlor-alkalickém procesu k výrobě plynného chloru ze slané vody. Právě proto tento proces probíhá v uzavřených, účelově navržených článcích, nikoli v otevřené nádobě (zdroj: Chlor-alkalický proces). Chemicky vzato tedy přidáním soli do domácího zařízení, aby se bublinky tvořily rychleji, přidáváte složku, která podporuje vznik chloru namísto čistého uvolňování plynů.

Proč záleží na materiálu elektrod

Zařízení určená k výrobě čistého vodíku nebo kyslíku používají inertní materiály elektrod, například platinu nebo platinizovanou či potaženou titanovou anodu, právě proto, že tyto kovy nereagují s vodou ani se vznikajícími plyny (zdroj: Chlor-alkalický proces). Ocelová kancelářská sponka, proužek hliníkové fólie ani svorky autobaterie mezi ně nepatří. Když je běžný kov ve vodě, kterou prochází elektrický proud, může se samotný kov účastnit reakce a uvolňovat do vody kovové ionty, navíc k případnému chloru, který už vznikl z chloridových iontů. Ani jeden z těchto dějů není možné v průběhu reakce vidět nebo ochutnat. I proto zařízení během provozu působí neškodně.

Dvě rizika, která tím vznikají: chlor a nevětraná směs plynů

Prvním rizikem je samotný chlor. Plynný chlor je mimořádně nebezpečný a jedovatý pro většinu živých organismů (zdroj: Chlor). To samo o sobě stačí k tomu, abyste reakci, při které vzniká na kuchyňské lince, zastavili a nenechali ji dál probíhat v uzavřené místnosti. Slabý chemický zápach vycházející ze sklenice na kuchyňské lince je známkou toho, že tato reakce probíhá, nikoli kosmetickým vedlejším účinkem, který můžete ignorovat.

Druhým rizikem je samotná směs plynů. Vodík má v ovzduší neobvykle široké rozmezí hořlavosti, přibližně od 4 % do 75 % objemu. Pro srovnání, například páry benzinu jsou hořlavé pouze v mnohem užším rozmezí koncentrací (zdroj: Bezpečnost vodíku). Průmyslová elektrolytická zařízení jsou navržena tak, aby vodík a kyslík zůstávaly fyzicky oddělené a byly odváděny, a to přesně z tohoto důvodu: v roce 1975 došlo k doloženému incidentu, kdy vodík po poruše elektrolyzérového článku unikl do kyslíkového potrubí a oba plyny se smísily (zdroj: Bezpečnost vodíku). V otevřené sklenici se dvěma ponořenými vodiči oba plyny stoupají společně přímo do okolního vzduchu. To se podstatně liší od uzavřeného spotřebiče navrženého na základě stejné základní chemie.

Jak vodíková tableta bezpečně využívá stejnou základní chemickou reakci

Vodíková tableta na bázi hořčíku využívá stejný druh reakce, tedy reakci kovu s vodou, ale dosahuje jí opačným způsobem. Kovový hořčík reaguje s vodou za vzniku hydroxidu hořečnatého a plynného vodíku. Reakce se sama zpomaluje, protože vznikající hydroxid hořečnatý se hromadí na povrchu kovu a postupně další reakci zpomaluje (zdroj: Hořčík). Celý proces pohání chemické složení samotné tablety: probíhá díky reakci kovu s vodou, do které tabletu vhodíte, a sám postupně ustává, jak se na povrchu tvoří vrstva.

Konkrétně v tabletě Hydrion H2 je tento hořčík kombinován s kyselinou jablečnou a vinnou, které řídí, jak rychle se tableta po vhození do sklenice vody rozpustí. Návod k produktu uvádí vložení jedné tablety do 500 ml vody bez přidání čehokoli dalšího. Pokud chcete podrobný přehled toho, co podobná tableta obsahuje a proč, tento článek o tom, co vodíkové tablety skutečně obsahují podrobněji popisuje jejich složení a toto vysvětlení toho, co ve skutečnosti znamená „8 PPM“ objasňuje, co údaj vytištěný na etiketě skutečně měří. Pokud vás místo chemie zajímá dávkování a každodenní používání tablet, užitečnější bude samostatný průvodce tabletami. Podstatou není slogan „tableta dobrá, baterie špatná“; jde o to, že vyrobený produkt určený výhradně pro styk s pitnou vodou se chová předvídatelně, zatímco baterie a dvojice vodičů, které jsou použité k úplně jinému účelu, nikoli.

Jak rychle poznat bezpečný způsob od rizikového

Stejné čtyři otázky se hodí i pro mnoho dalších situací a stojí za to mít je na paměti pokaždé, když se na internetu objeví nový způsob, jak si vodíkovou vodu „vyrobit doma“:

• Je reakce uzavřená nebo jinak omezená, nebo probíhá v otevřené sklenici s obnaženým kovem ponořeným do vody?
• Vyžaduje tento způsob externí zdroj energie a vodiče, nebo funguje na základě vlastního chemického složení po přidání vody?
• Byl daný předmět navržen a testován pro styk s pitnou vodou, nebo jde o předmět původně určený k jinému použití, například baterie, startovací kabely či nabíječka telefonu?
• Vyžaduje tento způsob přidání soli nebo jiné přísady, aby „fungoval rychleji“? Často to znamená, že se podporuje nežádoucí vedlejší reakce, nikoli žádoucí reakce.

Než jakýkoli nápad na domácí výrobu vodíkové vody vyzkoušíte, prověřte ho pomocí těchto čtyř otázek, místo abyste ho posuzovali podle ceny nebo podle toho, jak přesvědčivě vypadají bublinky. Toto přímé srovnání legitimních metod – tablet, hořčíkových tyčinek, lahví, džbánů a přístrojů – vám pomůže rozhodnout, která z nich se hodí do vaší rutiny poté, co vyloučíte improvizované zapojení obvodu.

Nic z toho neznamená, že byste měli být opatrní vůči samotné vodíkové vodě; znamená to, že metoda s baterií a vodiči je špatný způsob, jak ji získat. Pokud se ve skutečnosti ptáte na bezpečnost pití vodíkové vody poté, co byla správně připravena, a ne na tuto konkrétní domácí metodu, průvodce bezpečností vodíkové vody se tím zabývá samostatně. Pro čtenáře, který právě zjistil, proč je improvizovaný obvod pro tento účel špatnou volbou, je dalším přímým krokem tableta, která využívá stejnou reakci hořčíku s vodou v uzavřené podobě určené k jedinému účelu, protože vůbec nevyžaduje vodiče ani elektrodu.