Kan man fryse brintvand? Hvad sker der med brinten

Ja, du kan sætte brintvand i fryseren, men frysning bevarer ikke den opløste brint på samme måde, som den bevarer selve vandet. Når væsken bliver til is, skubber den samme fysiske proces, der presser opløst luft ud af en almindelig isterning, også opløst brint ud af den iskrystal, der dannes. En optøet isterning er derfor en udmærket måde at få koldt vand på, men en upålidelig måde at bevare den brint, du har dannet.

• Is danner en ordnet krystalstruktur med næsten ingen plads til opløst gas, så frysning presser gas ud af opløsningen i stedet for at indkapsle den – det er samme grund til, at almindelige isterninger ofte ser uklare ud i midten.
• Koldt flydende vand holder bedre på opløst brint end varmt vand, så det er faktisk nyttigt at sætte brintvandet i køleskabet (uden at fryse det) for at bremse tabet.
• Brint er allerede en af de mindst opløselige gasser i vand og slipper hurtigst ud igen, hvilket gør den til en dårlig kandidat til en proces, der går ud på at koncentrere og uddrive opløst gas.
• Der findes ikke nogen kontrolleret måling af, hvor meget brint der overlever en fryse-optøningscyklus her, så en optøet isterning bør betragtes som almindeligt koldt vand snarere end en afmålt dosis.

Hvad sker der egentlig, når brintvand fryser?

Når vand afkøles mod frysepunktet, bliver det ikke til is på én gang. En krystalfront begynder et sted i beholderen og bevæger sig gennem væsken. Krystallen har en helt bestemt, tæt ordnet molekylær struktur med meget lidt plads til andet end vandmolekyler. Opløste gasser passer ikke ind i dette gitter, så efterhånden som isen vokser, skubber den gassen foran sig og ud i det vand, der endnu ikke er frosset, i stedet for at lukke den inde i isen.

Derfor bliver almindelige isterninger uklare i midten

Det er samme grund til, at en almindelig isterning fra en fryser derhjemme ofte er klar nær kanterne og uklar eller hvid mod midten. Opløst luft frigives fra vandet, efterhånden som frysefronten bevæger sig frem, danner mikroskopiske bobler og bliver fanget dér, hvor isen fra alle sider til sidst mødes (kilde: Ice cube - Wikipedia). Havvand viser en mere markant udgave af samme fænomen: Når det fryser, afvises det meste af det opløste salt fra de iskrystaller, der vokser, og koncentreres i den tilbageværende væske, altså saltlagen, i stedet for at blive fanget i selve isen (kilde: Sea ice - Wikipedia). Industrielle rensningsmetoder bygger bevidst på samme princip: Ved zonesmeltning fejer en bevægelig smeltezone opløste urenheder foran den fremadskridende faste front, fordi urenhederne foretrækker at blive i væskefasen frem for i den frysende fase (kilde: Zone melting - Wikipedia). Når brintvand fryser, følger det samme mønster, hvor gasser udelukkes: Den brintgas, der er opløst i vandet, opfører sig som luften i isterningen eller saltet i havvandet, ikke som et fast stof, der følger med, når vandet størkner.

Indeholder frosset brintvand stadig brint, når det er tøet op?

Det er værd at skelne mellem to ting, der ofte blandes sammen: at noget er koldt, og at det er frosset. Ifølge Henrys lov stiger opløseligheden af almindelige opløste gasser i vand faktisk, når vandet bliver koldere inden for det temperaturområde, vi normalt oplever. Derfor forbliver gas længere opløst i en afkølet flaske end i en, der står ved stuetemperatur (kilde: Henry's law - Wikipedia). Hydrions egne retningslinjer for brintens afgivelse bemærker, at koldt vand holder længere på opløst brint end varmt vand, at en forseglet, fuld beholder med minimal luftplads bevarer brinten bedst, og at rystning eller hældning fremskynder tabet – se hvor længe brint faktisk holder sig i vand, efter det er dannet for en fuld gennemgang af, hvordan temperatur, beholder og håndtering påvirker vandet, mens det forbliver flydende.

Hvorfor opbevaring af koldt, flydende vand ikke er det samme som frysning

Frysning er noget andet end blot nedkøling. Det er selve faseovergangen, ikke den lave temperatur, der sætter processen, hvor gas udelukkes, i gang som beskrevet ovenfor. Derfor bliver noget af den opløste brint sandsynligvis presset ud i mikroskopiske bobler eller ind i den sidste vandlomme, der størkner, i stedet for at forblive jævnt fordelt i isen. Brint er allerede en af de mindste og mindst opløselige gasser, som man bevidst opløser i drikkevand. Det er en af grundene til, at Hydrions egne instruktioner anbefaler at drikke vandet inden for cirka fem minutter efter, at det er dannet, for at opnå den bedste effekt (kilde: Hydrion Core Brintvandflaske - produktside). En gas, der slipper så hurtigt ud af vand, som står ved stuetemperatur, egner sig ikke særlig godt til en proces, der er udviklet til at koncentrere og uddrive opløst gas. Der findes ingen kontrolleret måling af fryse-optøningsprocessen her, så det ærlige svar er, at en optøet isterning har mistet en reel, svær at forudsige andel af sin brint – ikke en bestemt procentdel, der kan angives præcist.

Kan man lave isterninger af brintvand?

Rent fysisk, ja: Brintvand kan hældes i en isterningbakke og fryses ligesom alt andet vand. Spørgsmålet er, om den færdige isterning stadig fungerer som brintvand, og mekanismen, hvor gas udelukkes, som er beskrevet ovenfor, tyder på, at den for det meste ikke gør det. Den opløste brint koncentreres og skubbes mod det område, der fryser sidst, efterhånden som isterningen dannes, i stedet for at blive indkapslet jævnt i den. Metoder til at lave klar is, såsom langsom eller retningsbestemt frysning, virker faktisk ved at give opløst gas ekstra tid til at slippe ud i det stadig flydende vand eller den omgivende luft, før isen lukker sig. Det giver klarere isterninger netop fordi mindre gas ender med at blive fanget i dem – det modsatte af, hvad man ønsker, hvis målet er at bevare brint. Der findes ingen praktisk måde at fryse brintvand til isterninger med et forudsigeligt og jævnt brintindhold på, så det giver mere mening at betragte isterninger af brintvand som kolde isterninger med smag og ensartet mineralindhold snarere end en måde at få en dosis brint på.

En mere pålidelig måde at have brintvand klar på

Hvis målet er bekvemmelighed, kan du lave en frisk flaske tæt på det tidspunkt, hvor du vil drikke den. Så undgår du helt spørgsmålet om frysning og optøning, fordi vandet ikke skal gennem en faseovergang, før du drikker det. Det er sådan, Hydrion Core Brintvandflaske er tænkt brugt: Kør elektrolysecyklussen, og drik derefter vandet kort tid efter i stedet for at gemme det til senere.

Hvis du gerne vil have vandet koldt på forhånd, klarer køleskabet det uden den ulempe, som en fryser medfører: Det holder vandet i samme flydende tilstand, hvor en lavere temperatur faktisk hjælper brinten med at holde sig længere, i stedet for at presse gassen ud gennem en faseovergang. Du kan læse om, hvordan flasken tilfører brint til vandet, i hvordan brintvandsflasker danner opløst brint gennem elektrolyse. Og hvis spørgsmålet om frysning fik dig til at tænke bredere over, hvordan opløst gas generelt opfører sig i vand, beskriver sammenligningerne i om brintvand er kulsyreholdigt og hvad der sker med den opløste gas, når du ryster flasken to andre måder, hvorpå gas frigives. Temperaturens betydning i den anden ende af skalaen behandles i hvad opvarmning af brintvand gør ved brintindholdet.