Il principio fondamentale della tazza d'acqua ricca di idrogeno: la tecnologia dell'acqua elettrolitica
La tecnologia principale della tazza dell'acqua ricca di idrogeno è in realtà l'elettrolisi dell'acqua. In parole povere, si tratta di decomporre l'acqua (H ₂ O) in gas idrogeno (H ₂) e gas ossigeno (O ₂) attraverso la corrente elettrica, quindi sciogliere il gas idrogeno nell'acqua per formare la cosiddetta "acqua ricca di idrogeno".
1. Processo di elettrolisi
Di solito sul fondo o all'interno del contenitore dell'acqua è presente un modulo di elettrolisi che contiene due elettrodi (positivo e negativo). Dopo essere state elettrizzate, le molecole d'acqua subiscono una reazione chimica sotto l'azione dell'elettrodo:
Elettrodo negativo (catodo): produce gas idrogeno (2H ₂ O+2e ⁻ → H ₂↑+2OH ⁻).
Elettrodo positivo (anodo): produce ossigeno (2H ₂ O → O ₂ ↑+4H ⁺+4e ⁻).
L'idrogeno si dissolverà nell'acqua, mentre la maggior parte dell'ossigeno verrà espulsa (alcune tazze d'acqua possono essere progettate con fori di scarico).
2. Dissoluzione e conservazione del gas idrogeno
L'idrogeno prodotto dall'elettrolisi si fonderà nell'acqua sotto forma di minuscole bolle, ma l'idrogeno stesso è difficile da dissolvere in acqua (con una solubilità di circa 1,6 mg/L a temperatura ambiente), quindi le bottiglie d'acqua di fascia alta miglioreranno l'efficienza di dissoluzione attraverso i seguenti metodi:
Dissoluzione a pressione: alcune tazze d'acqua sigillano brevemente il corpo della tazza, aumentando la pressione per forzare la dissoluzione di più gas idrogeno nell'acqua.
Tecnologia delle nanobolle: scompone il gas idrogeno in bolle estremamente piccole per prolungarne il tempo di permanenza nell'acqua.
3. Progettazione della sicurezza
A causa dell'infiammabilità dell'idrogeno, le bottiglie d'acqua ricche di idrogeno vengono generalmente trattate in modo sicuro:
Controllo della concentrazione: la concentrazione di idrogeno deve essere controllata al di sotto del 4% (molto al di sotto del limite inferiore di esplosività del 4,6%).
Spegnimento automatico: si arresta automaticamente al termine dell'elettrolisi per evitare un'eccessiva produzione di gas.