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水素水ボトルの分類と種別

作成方式
電気分解式
水の電気分解を利用。作成時間は短く、水素濃度は安定。酸素濃度も上がってしまう。浄水機能はないのが一般的。重量はやや重い。充電池に寿命があるが、実質的には何度でも使える
化学反応式
マグネシウムと水の化学反応を利用。作成時間は長く、水素濃度は使うたびに低下して行く。ミネラルも摂取できる。浄水機能がある。重量は比較的軽い。カートリッジは消耗部品であり、数カ月ごとに交換が必要


作成方式によって2つに分類できる。
作成方式
電気分解式
化学反応式
電気分解式
ボトル内の水を電気分解して水素を発生させ、そのまま水素濃度を高める方式。
水の電気分解
水に二本の電極を浸して電流を流すと、陰極からは水素が、陽極からは酸素が発生する。
陰極 : 4H2O + 4e- → 2H2 + 4OH-
陽極:2H2O → 4H+ + 4e- + O2
両極の総和;4H2O + 4e- + 2H2O → 2H2 + 4OH- + 4H+ + 4e- + O2
結果:2H2O → 2H2 + O2
この結果だけを見ると、水が電気によって酸素と水素に分解されたかのように読み取れる。
多くの商品で採用されている。
作成時間は3分から5分くらいと短い。
水素濃度は0.4〜1.3ppmと幅広いが、作成ごとに変動することはなく、安定している。
ところで、単純に水を電気分解するだけだと、水素だけでなく酸素も発生するので、酸素濃度も高くなってしまう。
酸素濃度が高くなることで起きる問題として、酸素と水素それぞれの気泡が混合し、気泡の大きさが大きくなることで、溶けていた気泡が水中から逃げやすくなってしまう。
そこで、水素水サーバーなどに取り入れられている大型の電気分解装置には、酸素を外部へ逃がすなどして、酸素濃度を上げずに水素濃度だけを上げる機構が備わっている。
しかし、水素水ボトルのような小型の電気分解装置は、そうでないのが一般的。
また、水素水サーバーには浄水機能があるが、水素水ボトルにはないのが一般的。
構造について。本体には充電池と電気分解装置が内蔵されている。
そのため、本体の重量は200gから350gとやや重い。
電池について。連続で使用できる回数は、10回から40回が一般的。電池切れになったら、充電しなおすことで、再び使えるようになる。充電時間は、3時間くらいが一般的。
なお、充電池には寿命があるので、いつかは使い物にならなくなり、交換が必要になる。と言っても、その充電回数は数千回なので、実際に交換しなければならなくなる日は来ないだろう。
化学反応式
マグネシウムと水の化学反応を利用する方式。
マグネシウムと水の化学反応
水中にマグネシウムを入れると、マグネシウムはイオン化して水に溶け、水からは還元された水素が発生する。
Mg + 2H2O →Mg2+ + 2e- + 2H+ + 2OH- →Mg2+ + 2OH-+ H2
Mg2+ + 2OH- ⇆ Mg(OH)2
溶けてマグネシウムイオンになったものの一部は水酸化物イオンとイオン結合し、イオン結晶の水酸化マグネシウムと成って析出する。
水のpHは、溶けているマグネシウムイオンの濃度が高いほど、アルカリ性に傾く。
一部の商品でしか採用されていない。
この化学反応の反応速度は、熱水でなければ遅いので、作成時間は1時間以上と長い。
中には、瞬時に作成できる商品もあるが、水素濃度は低い。
水素濃度は、使い始めは高いが、使うたびに低下して行く。
長所とも捉えられる短所として、マグネシウム濃度が高くなることや、水酸化マグネシウムも摂取してしまうことがある。
マグネシウムの他に、シリカやビタミンCを溶出するセラミックボールを添加した商品もある。
商品の内容物としてのマグネシウムの形態は、カートリッジ(薬倉)の中身になっている。
カートリッジ内の他の中身として、浄水のための濾材がある。つまり、浄水機能がある。
カートリッジの重量は重そうに思えるが、電池や電気分解装置に比べれば軽い。よって、本体の重量も比較的軽い。
化学反応が進行するにつれ、カートリッジ内のマグネシウムの量は減少して行く。つまり、カートリッジは交換が必要になる消耗部品。交換期間は、商品によって異なり、1ヶ月や180回など。