Kako deluje steklenička za vodikovo vodo? Pogled v en cikel po korakih

Steklenička za vodikovo vodo deluje tako, da skozi vodo v njenem dnu spusti električni tok, ki del te vode razcepi na vodik in kisik. Membrana v napravi med nastajanjem ločuje oba plina, kisik se odvaja po svoji poti, vodikov plin pa se raztopi v vodi, namesto da bi uhajal v obliki mehurčkov. Vse to se samodejno dogaja v zaprti notranjosti majhne naprave, nekaj minut, kolikor traja cikel po pritisku gumba.

V nadaljevanju članek to zaporedje pojasnjuje fazo za fazo, pri čemer sta konkretna primera en sam vnaprej določen cikel Hydrion Core in zasnova z dvema programoma Hydrion Pulse, ki pokažeta, kako deli in časovnik dejansko delujejo.

• Gumb ali zaslon na dotik sporoči nadzorni plošči, kateri shranjeni program naj zažene; toka ne dovaja neposredno do elektrod.
• V vodni komori enosmerni tok razcepi molekule vode na paru elektrod.
• Protonsko izmenjevalna membrana prepušča nabite vodikove ione, molekule vodikovega in kisikovega plina pa ohranja na ločenih straneh.
• Ločeni stranski plin se odvaja iz naprave, namesto da bi ostal v komori.
• Vodikov plin, ki nastaja med ciklom, se raztaplja v okoliški vodi; dlje ko cikel traja, več časa se ga lahko raztaplja.

Kaj se dogaja od pritiska gumba do pitja vode

Od zunaj je steklenička za vodikovo vodo videti kot ena sama zaprta naprava z gumbom in komoro za vodo. V notranjosti cikel poteka v petih jasno ločenih fazah v določenem zaporedju: plošča zažene postopek, voda se razcepi na elektrodah, membrana loči nastala plina, stranski plin se odvaja, vodik pa se raztaplja v vodi, s katero ste napolnili komoro. Nobene od teh faz ne morete opazovati, prav tako vam po pritisku gumba ni treba narediti ničesar. Ko se cikel začne, teče sam toliko časa, kolikor traja izbrani program, v nadaljevanju pa je pojasnjeno, kaj se dejansko dogaja v vsaki fazi.

1. korak: nadzorna plošča prebere pritisk gumba

Postopek se začne z gumbom na dotik ali majhnim zaslonom na dnu stekleničke. Pritisk gumba ne dovede električne energije neposredno do elektrod, temveč nadzorni plošči sporoči, kateri vnaprej nastavljeni program naj zažene, vključno s trajanjem cikla. Ta razlika je pomembna, saj pojasni, zakaj nekatere stekleničke z enim samim gumbom ponujajo več možnosti. Hydrion Pulse deluje prav po tem načelu: z enim pritiskom zaženete petminutni program, z dvema hitrima pritiskoma zapored pa namesto njega desetminutnega. Z gumbom izbirate med dvema shranjenima nastavitvama, ki ju plošča že zna izvajati, ne pa sproti prilagajate elektrod.

2. korak: voda se razcepi v elektrolizni celici

Ko nadzorna plošča zažene program, skozi par elektrod v vodni komori spusti enosmerni tok. Na eni elektrodi molekule vode oddajo elektrone in nastane kisik; na drugi se ti elektroni povežejo z vodikovimi ioni, ki so že prisotni v vodi, in nastane vodikov plin. To je običajna elektroliza vode, enaka reakcija pa se uporablja pri proizvodnji vodika za gorivne celice in v industriji. Za potek potrebujete le elektriko in vodo.

Ker sta elektrodi v vodi in skozi njiju pri ponavljajočih se ciklih teče tok, potrebujeta prevleko, odporno proti koroziji. Glede na model je ta prevleka iz platine, zlitine platine in iridija ali titan z nanosom platine. Navedene specifikacije izdelka Hydrion Core na primer navajajo elektrode iz zlitine platine in iridija, povezane s 300-mililitrsko komoro, ter baterijo, ki z enim polnjenjem zadošča za približno 15 do 20 uporab. Prav to omogoča, da par elektrod zdrži elektrolizo cikel za ciklom.

3. korak: membrana ločuje oba plina

Če bi elektroliza potekala v odprti vodi in v komori ne bi bilo ničesar drugega, bi se vodik in kisik, ki nastajata na obeh elektrodah, pomešala v istem prostoru. Zato je tam membrana. Protonsko izmenjevalna membrana je nameščena med elektrodama in prevaja nabite vodikove ione skoznjo, hkrati pa fizično preprečuje prehod samim molekulam plina. Tako vodik nastaja na eni strani membrane, kisik pa na drugi; ločuje ju membrana, ne razdalja ali čas.

Tudi zato govorimo o vodiku, raztopljenem v vodi, in ne o plinu, ki bi se pretakal skoznjo v obliki mehurčkov: naloga membrane je prav to, da prepreči ponovno združevanje ali sočasno mešanje obeh plinov v isti vodi. Navaden par elektrod brez membrane tega ne more doseči sam.

4. korak: kam gre kisik

Ko je plin, ki nastaja na elektrodi za tvorjenje kisika, ločen od strani z vodikom, mora nekam iti. Namesto da bi ostal v komori in se morda znova raztopil, se po lastni poti za odvajanje, vgrajeni v dno ali pokrov, usmeri iz naprave. Na Hydrionovih straneh izdelkov je navedeno, da je ta odvedeni plin kisik, pri modelu Core pa je kot del tega toka stranskega plina omenjen tudi ozon v sledovih. To je proizvajalčev opis delovanja notranjega odvajanja; bralec tega ne more preveriti zgolj z ogledom zunanjosti stekleničke, zato je opis smiselno razumeti kot navedeno lastnost zasnove, ne pa kot neodvisno izmerjen rezultat.

5. korak: raztapljanje vodika v vodi, ki jo boste pili

Medtem ko se stranski plin odvaja, se vodikov plin, ki nastaja na drugi elektrodi, raztaplja v vodi, ki je še vedno v komori. Dlje ko cikel traja, več časa se vodik raztaplja, zato proizvajalci pri daljših programih navajajo višje vrednosti v delcih na milijardo (PPB) kot pri krajših. Te vrednosti so rezultati, ki jih navaja proizvajalec na podlagi lastnih pogojev testiranja, ne pa številke, ki bi jih ta članek neodvisno izmeril. Zato navedeno vrednost v PPB obravnavajte kot podatek proizvajalca za točno določeno trajanje cikla, ne pa kot zagotovilo za vsak kozarec.

Raztopljeni vodik po koncu cikla ne ostane v tej koncentraciji v nedogled, zato je pitje vode kmalu po zaključku cikla del iste logike zasnove, ne pa poljubno navodilo. Ta članek o tem, kako dolgo vodik ostane v vodi pojasnjuje, kaj se s koncentracijo dogaja po koncu cikla stekleničke, zato tega tukaj ne ponavljamo.

Kaj dejansko izbirata časovnik in vzorec pritiskov gumba

Ko pet faz povežemo, časovnik ni več videti kot poljubna nastavitev. Hydrion Core ob vsakem pritisku gumba izvede en sam vnaprej določen program, krajši od petih minut, in v tem ciklu vodo popelje skozi faze razcepa, ločevanja z membrano, odvajanja in nasičenja. Hydrion Pulse ponuja izbiro med dvema shranjenima programoma: en pritisk za petminutni cikel, za katerega proizvajalec navaja približno 4.000 PPB, ali dva pritiska za desetminutni cikel, pri katerem naj bi vrednost dosegla do 8.000 PPB. Pri obeh stekleničkah z gumbom izbirate med programi, ki so že shranjeni v plošči; z njim ne upravljate neposredno napetosti, toka ali delovanja membrane.

Pri tem je smiselno ločiti dve stvari. Daljši cikel ni samodejno »boljši« za vsako uporabo; gre za daljši potek istega postopka, ustrezno trajanje pa je odvisno od tega, kako želite vodo uporabljati, ne le od vrednosti v PPB. Zato so v tem članku navedene vrednosti za Core in Pulse predstavljene kot rezultati, o katerih poroča proizvajalec za vsak svoj konkretni program, ne pa kot primerjava ali razvrstitev obeh izdelkov. Bralci, ki želijo pojasnilo osnovnih merskih enot ali primerjavo te zasnove z membrano z drugimi pristopi k elektrolizi, lahko odgovore na ta vprašanja najdejo drugje: kaj dejansko merita PPB in ppm je samostojna tema, primerjava elektrolize SPE/PEM z zasnovami z eno komoro pa podrobneje obravnava samo membransko tehnologijo.

Deli, ki jih dejansko vidite

Ko razumete cikel, lahko posamezne fizične dele stekleničke precej preprosto povežete z njegovimi fazami. V komori je voda, ki ste jo nalili, ves čas cikla, od zagona do nasičenja. V dnu sta nadzorna plošča in elektrolizna celica, vključno s parom elektrod in membrano med njima. Pot za odvajanje stranskega plina je vgrajena v dno ali spoj pokrova, ni pa ločen dodatek, ki bi ga morali namestiti. Ni vam treba ničesar odpirati ali pregledovati: vseh pet faz se ob vsakem ciklu odvije v tem zaprtem dnu.

Vsakodnevne navade, kot so količina vode za dolivanje, pogostost izvajanja ciklov ter čiščenje in polnjenje stekleničke, presegajo obseg tega članka. Vodnik za pripravo in uporabo stekleničke za vodikovo vodo podrobno opisuje to rutino, bralci, ki tovrstno stekleničko primerjajo s samostojnim aparatom za vodikovo vodo ali inhalatorjem, pa lahko razlike v zasnovi spoznajo v tej razlagi delovanja generatorjev vodikove vode.

Ko pet faz razumete kot zaporedje in ne kot črno skrinjico, je najbolj koristno preveriti, katere programe ponuja vaša steklenička: en sam vnaprej določen cikel, kot pri modelu Core, ali izbiro med dvema programoma glede na število pritiskov, kot pri modelu Pulse. Ko veste, kateri model imate, razumete, kaj se bo ob posameznem pritisku gumba zares zgodilo.