2016年2月11日 更新

水素水の作り方

話題の『水素水』は、自分で作ることができるのか調べてみました。 市販品を買うのもいいですが、簡単に自分で作ることができればお得ですよね。簡単に作れるのでしょうか。危険ではないのでしょうか。

水素水の作り方は3種類ある。

水素水の作り方には大きく分けて以下の3通りあります。

水素ガスを直接溶かす製法
マグネシウムを使った製法
電気分解による製法
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水素ガスを溶かす方法

水素ガスを直接溶かす製法とは、気体の分子水素を飲料の中でバブリングさせ水素を溶かす製法です。

また、水素を溶かす際、水の成分を一切変化させないため、水本来の味を保ったおいしい水素水を作ることができます。

マグネシウム使った製法

金属マグネシウムが水と接触することによって、水素が発生する仕組みです。
マグネシウムが入ったスティックをペットボトル等の容器に入れたまま、水を追加して使用します。
スティックは数ヶ月で使い捨て、新しいスティックと交換します。
1ヶ月に1~2回、スティックを酢かクエン酸で洗浄して、金属の表面をきれいにリフレッシュすると、水素の発生が活発になります。

電気分解による製法

水を電気分解することで水素水を生成します。多くの水素生成器やサーバーがこの方式で、安定した濃度の水素水を生成できます。
電気分解による製法とは、飲料の中に電極を入れ電気を通電。
水が電気分解されることで発生する水素を、飲料に溶かす製法です。

水を電気分解することで、水素濃度が高まるにつれ飲料のpHがアルカリ性に傾きます。
そのため、この製法で高濃度水素水を作ろうとすると飲用に適さない強アルカリ水になり、その影響で低濃度水素水しか生成できないというデメリットもあります。
まとめると、それぞれの製法のメリット、デメリットは以下になります。

◉水素ガスを直接溶かす製法
<メリット>
高濃度の水素水が作れ、飲料の性質を変化させない。
<デメリット>
特になし。

◉マグネシウムを使った製法
<メリット>
安価に作れる。
<デメリット>
作るのに時間がかかるわりに、高濃度の水素水を作れない。

◉電気分解による製法
<メリット>
安価に水素水が作れる。
<デメリット>
作るのに1時間程度かかる。アルカリ性になり、高濃度の水素水が作れない。

3つの製法のうち、最新かつ優れているのは、水素を直接溶かす方法で、そのようなキットも売られています。しかし、水素は大気中に3%以上だと爆発の危険性があります。果たして個人で作れるのかは疑問ですね。
そこで、個人でも作れるそれ以外の2つの製法について紹介いたします。

マグネシウムを使った製法

ステップ1(写真)

ステップ1(写真)

入手したばかりのマグネシウム
ステップ1(写真)

ステップ1(写真)

マグネシウムの酸化膜を除去している様子
ステップ2(写真)

ステップ2(写真)

水素水を作っている様子
高校の科学にもでてくる代表的な反応のひとつが以下の式です。
Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2
マグネシウムと水が出会うと水酸化マグネシウムと水素が発生すると読みます。

ステップ1.準備
紐状になった高純度マグネシウムを使います。入手したばかりのマグネシウムの表面は、どうしてもある程度酸化膜があります。この酸化膜(酸化マグネシウム)を除去するためと消毒のために、最初に酢を溶かした水に入れます。水で6-7倍程度に薄めた酢に入れます。マグネシウムがピカピカになったところで終了です。(約15分程度です)

ステップ2. 水素水を作る
大きいボトルに水道水もしくはミネラルウォーターを入れ、マグネシウムを入れます。しばらくすると泡が出てきました。気体は温度が低いほうが水によく溶けますからこのまま冷蔵庫に入れておかれるといいでしょう。

メンテナンス
しばらく使っていると、マグネシウムは酸化マグネシウムが付着し黒くなります。また、ステップ1で作ったような薄めた酢を作り、マグネシウムをつけてください。しばらくするとこのようにピカピカになります。
マグネシウムですが、腎不全の人はこの方法を用いないでください。
高マグネシウム血症になることがあります。
これ以外に、水素水をつくるためのスティック(マグネシウム入り)があります。はじめは、専用のスティックを使うほうが良いかもしれません。
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電気分解による製法

水素水の現状! 電気分解法による水素発生・・・! - サイト情報ブログ - ようこそ!つむじ風ねっとショップサイトへ (19104)

水道水でできる水の電気分解実験 - YouTube

水道水でできる電気分解装置の紹介です。 薬品を使わないので、安全・簡単に実験できます。 水道水なので、廃液は中和処理など行わず、そのまま捨てられます。
水を化学記号で表現すると「H2O」となるのはご存じですよね。電気エネルギーを加えてこのH2OをHとOに分かれさせるのが「水の電気分解」です。さて、水の電気分解で電気が流れるということは、電池のマイナス側から電子が流れ出しているということになります。

電子(e-)は陰極(マイナス側の電極)で水(H2O)と反応し、水素(H2)が発生します。
2H2O + 2e- → H2 + 2OH-(水 + 電子 → 水素 + 水酸化物イオン)

残ったOH-は電解質中を陽極側に移動し、陽極で電子(e-)を失いながら次のような反応が起こって酸素(O2)が発生します。
2OH- →H2O + 1/2O2 + 2e-(水酸化物イオン → 水 + 酸素 + 電子)
このように、陰極で発生した水素が水に溶け込むことで、水素水が生成されます。こちらも、専用の装置が売られています。まずは、専用の装置を試した方が良いかもしれません。
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