DE102016122768A1

DE102016122768A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Erzeugen einer wasserstoffhaltigen Flüssigkeit

Info

Publication number: DE102016122768A1
Application number: DE102016122768.4A
Authority: DE
Inventors: Ryousuke Kurokawa; Fumitake Satoh; Bunpei Satoh
Original assignee: Miz Co Ltd
Current assignee: Miz Co Ltd
Priority date: 2015-12-02
Filing date: 2016-11-25
Publication date: 2017-06-14
Also published as: GB2547303A; US20170157045A1; GB201620224D0

Abstract

Vorrichtung (1) zum Erzeugen einer wasserstoffhaltigen Flüssigkeit (L), mit: – einem wasserstoffhaltigen Agens (11), das in der Lage ist, Wasserstoffgas durch Reaktion mit Wasser zu erzeugen, – einer Kapsel (20), die mit dem wasserstoffhaltigen Agens geladen ist und dazu ausgebildet ist, das in der Kapsel erzeugte Wasserstoffgas nach außen abzugeben, und – einem Behälter (30), der dazu ausgebildet ist, die Flüssigkeit (L) aufzunehmen, die mit dem in der Kapsel (20) erzeugten Wasserstoffgas angereichert werden soll, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis V/W zwischen dem Volumen V (ml) der Kapsel (20) und dem Gewicht W (g) des wasserstofferzeugenden Agens (11) einen Wert von 11,4 ml/g oder weniger hat.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen einer wasserstoffhaltigen Flüssigkeit.
Die Anmelderin hat bereits früher eine Vorrichtung zur Zugabe von Wasserstoff zu Flüssigkeiten zur Verabreichung an lebende Organismen vorgeschlagen (Patentdokument 1: EP 2 508 484 B1 ). Diese Vorrichtung enthält ein System zur Erzeugung von Wasserstoff, beispielsweise unter Verwendung von Aluminium, das mit Wasser reagiert und Wasserstoffgas erzeugt, und ein Aggregat zur Bildung von Wasserstoffblasen, das ein Einwegventil aufweist und das System zur Erzeugung von Wasserstoff einschließt.

Patentdokument 1: EP 2 508 484 B1

In einer Anzahl von wissenschaftlichen Arbeiten und anderen Veröffentlichungen wird berichtet, dass Effekte wie etwa eine Unterdrückung von oxidativem Stress durch Verabreichung einer wasserstoffhaltigen Flüssigkeit an einen lebenden Körper erzielt werden können. Es gibt jedoch eine quantitative Begrenzung, etwa wenn die Flüssigkeit dem Körper durch Trinken zugeführt wird. Es besteht deshalb Bedarf an der Entwicklung eines Gerätes, das eine Flüssigkeit erzeugen kann, die bei gegebener Menge an Flüssigkeit eine hohe Menge an Wasserstoff enthält. Mit dem oben erörterten Stand der Technik konnte die Anmelderin erfolgreich eine wasserstoffhaltige Flüssigkeit erzeugen, bei welcher die Konzentration an Wasserstoff nach 10 Minuten 5 ppm und nach 24 Stunden 7 ppm betrug, doch ist bisher keine wasserstoffhaltige Flüssigkeit erzeugt worden, bei der die unter gleichen Bedingungen die Konzentration an Wasserstoff nach 10 Minuten mehr als 6 ppm und nach 24 Stunden mehr als 10 ppm beträgt.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen einer wasserstoffhaltigen Flüssigkeit anzugeben, mit denen es möglich ist, eine wasserstoffhaltige Flüssigkeit zu erzeugen, in welcher die Konzentration an Wasserstoff nach 10 Minuten mehr als 10 ppm und nach 24 Stunden mehr als 10 ppm beträgt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen zum Erzeugen einer wasserstoffhaltigen Flüssigkeit gelöst. Die Vorrichtung enthält ein wasserstofferzeugendes Agens, das mit Wasser reagiert, um Wasserstoffgas zu erzeugen, eine Kapsel, die dazu konfiguriert ist, das wasserstofferzeugende Agens aufzunehmen und das in der Kapsel erzeugte Wasserstoffgas nach außen abzugeben, und einen Behälter, der dazu konfiguriert ist, eine Flüssigkeit aufzunehmen, zu welcher das in der Kapsel erzeugte Wasserstoffgas zugegeben wird. Das Verhältnis V/W zwischen dem Volumen V (ml) der Kapsel und dem Gewicht W (g) des wasserstofferzeugenden Agens beträgt in einer Ausführungsform 11,4 oder weniger und bevorzugt 8,2 oder weniger in einer anderen Ausführungsform.
Gemäß der Erfindung kann eine wasserstoffhaltige Flüssigkeit erzeugt werden, bei welcher die Wasserstoffkonzentration nach 10 Minuten mehr als 6 ppm und nach 24 Stunden mehr als 10 ppm beträgt.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung der konstituierenden Bestandteile einer Vorrichtung zur Erzeugung einer wasserstoffhaltigen Flüssigkeit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2A eine perspektivische Darstellung einer auch in 1 gezeigten Kapsel;
2B einen Schnitt längs der Linie IIB-IIB in 2A;
2C einen Schnitt längs der Linie IIC-IIC in 2A;
2D einen Schnitt längs der Linie IID-IID in 2B;
3A–H Darstellungen zur Illustration des Verfahrens zur Verwendung der Vorrichtung nach 1 zum Erzeugen einer wasserstoffhaltigen Flüssigkeit;
4 eine schematische Darstellung der konstituierenden Bestandteile einer Vorrichtung zum Erzeugen einer wasserstoffhaltigen Flüssigkeit gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung;
5 eine Darstellung zur Illustration eines Verfahrens zur Verwendung der in 4 gezeigten Vorrichtung zum Erzeugen einer wasserstoffhaltigen Flüssigkeit;
6 eine Graphik zur Illustration von Beispielen 1 und 2 und Vergleichsbeispielen 1 und 2, bei denen eine wasserstoffhaltige Flüssigkeit und Verwendung der Vorrichtung und des Verfahrens gemäß der Erfindung erzeugt wurde; und
7 eine Graphik zur Illustration von Beispielen 3 und 4 und Vergleichsbeispielen 3 und 4, bei denen eine wasserstoffhaltige Flüssigkeit unter Verwendung der Vorrichtung und des Verfahrens gemäß der Erfindung erzeugt wurde.
Die in 1 gezeigte Vorrichtung 1 zum Erzeugen einer wasserstoffhaltigen Flüssigkeit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst ein wasserstofferzeugendes Agens 11, das mit Wasser reagiert, um Wasserstoffgas zu erzeugen, eine Kapsel 20, die ein Einwegventil 21 hat und dazu ausgebildet ist, mit dem wasserstofferzeugenden Agens 11 geladen zu werden, und einen Behälter 30, der dazu ausgebildet ist, eine Flüssigkeit L aufzunehmen, zu welcher das in der Kapsel 20 erzeugte Wasserstoffgas zugegeben werden soll. Das Einwegventil 21 (bei dem es sich um ein Rückschlagventil oder eine gasdurchlässige Folie handeln kann) erlaubt die Abgabe des in der Kapsel 20 erzeugten Wasserstoffgases nach außen, blockiert jedoch den Eintritt der Flüssigkeit von außen in die Kapsel 20.
Bei der Flüssigkeit L kann es sich um jede Flüssigkeit handeln, in der Wasserstoffmoleküle mit Hilfe der Vorrichtung 1 gelöst werden können. Beispiele für die Flüssigkeit L umfassen Wasser und wässrige Lösungen sowie verschiedene Getränke wie etwa Trinkwasser, Tee und Kaffee. Beispiele für die Flüssigkeit L umfassen weiterhin normale Salzlösungen, die im Hinblick auf ihre Osmolarität für die Verwendung als Injektionen zubereitet wurden, intravenöse Infusionslösungen, Transfusionen und dergleichen, Injektionslösungen, die zum Ersatz von Nahrung und Elektrolyten zubereitet wurden, Injektionslösungen, in denen ein medizinischer Wirkstoff gelöst ist, Blutpräparate (Blut für Bluttransfusionen) und Eigenblut für die Verwendung in Bluttransfusionen, enterale Lösungen, und Organschutzlösungen, die für den Schutz von Organen zubereitet wurden. Insbesondere kann es sich bei der Flüssigkeit L um eine Flüssigkeit handeln, die lebenden Organismen wie etwa Pflanzen und Tieren einschließlich Menschen verabreicht werden kann. Wasserstoff wird in einer Flüssigkeit L dieser Art gelöst, um eine wasserstoffhaltige Flüssigkeit zu erhalten, die dann durch Inhalation oder Versprühen über Mund oder Nase, durch Trinken, Injektion in die Haut oder in eine Vene oder Arterie oder dergleichen an lebende Organismen verabreicht wird. Der aktive Bestandteil der wasserstoffhaltigen Flüssigkeit, insbesondere einer hochkonzentrierten wasserstoffhaltigen Flüssigkeit einschließlich einer übersättigten wasserstoffhaltigen Flüssigkeit, ist der Wasserstoff, und dessen Funktion ist hauptsächlich die Unterdrückung von oxidativem Stress.
Das wasserstofferzeugende Agens 11 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Material, das mit Wasser reagiert um Wasserstoffgas zu erzeugen. Speziell enthält das wasserstofferzeugende Agens 11 ein metallisches Material, das leichter ionisierbar ist als Wasserstoff, und einen Beschleuniger, der die Reaktion des metallischen Materials mit dem Wasser beschleunigt. Das wasserstofferzeugende Agens 11 ist in einem Beutel 12 enthalten, der für Wasser durchlässig ist und im folgenden als wasserstofferzeugender Körper 10 bezeichnet wird. Das metallische Material ist eine Substanz, die mit Wasser reagiert und dadurch Wasserstoff erzeugt. Beispiele für diese metallischen Materialien umfassen Metalle in elementarer Form, die leichter ionisierbar sind als Wasserstoff, und umfassen ebenso hydrierte Verbindungen einschließlich Metallhydriden. Im Hinblick auf eine gute Reaktivität mit Wasser ist es bevorzugt, Metalle wie Kalzium, Kalziumhydrid, metallisches Magnesium, Magnesiumhydrid oder dergleichen zu verwenden. Im Hinblick auf die Sicherheit der erhaltenen Reaktionsprodukte ist metallisches Magnesium besonders bevorzugt. Im Hinblick auf die Sicherheit der erhaltenen Reaktionsprodukte und im Hinblick auf lebensmittelrechtliche Vorschriften werden bevorzugt Eisen, Aluminium, Nickel und Kobalt verwendet. Darunter ist Aluminium auch im Hinblick auf das Aussehen, die Kosten und die Sicherheit der Handhabung bevorzugt.
Der Beutel 12, der das oben beschriebene metallische Material und den Beschleuniger aufnimmt, ist aus einem Material gebildet, das für Wasser durchlässig ist. Der Beutel 12 dient bei dieser Ausführungsform dazu, die Flüssigkeit L einerseits und das metallische Material und den Beschleuniger andererseits voneinander zu trennen. Als Beispiele für das Wandmaterial des Beutels 12 können Gewirke und andere ähnliche Materialien genannt werden. Der Beutel 12 ist für Wasserstoffgas und Wasser durchlässig, ist jedoch für das metallische Material, den Beschleuniger und deren Reaktionsrückstände undurchlässig. Die Porengröße des Beutels 12 beträgt 1000 µm oder weniger, vorzugsweise 500 µm oder weniger, weiter vorzugsweise 150 µm oder weniger und besonders bevorzugt 50 µm oder weniger. Unter Berücksichtigung der Beziehung zu der Porengröße des Beutels 12 ist der mittlere Partikeldurchmesser des metallischen Materials und des Beschleunigers vorzugsweise ein Partikeldurchmesser, bei dem die Partikel nicht durch die Wand des Beutels nach außen gelangen und andererseits aufgrund der Feinkörnigkeit eine gesteigerte Aktivität erwartet werden kann. Beispielsweise beträgt der mittlere Partikeldurchmesser des metallischen Materials 3000 µm oder weniger, vorzugsweise 1000 µm oder weniger, weiter vorzugsweise 500 µm oder weniger und besonders bevorzugt 250 µm oder weniger.
Das wasserstofferzeugende Agens 11 enthält bei dieser Ausführungsform das metallische Material und kann erforderlichenfalls einen Beschleuniger enthalten, beispielsweise ein Metallionen sequestrierendes Mittel und ein pH-Einstellmittel, das die Reaktion zur Erzeugung des Wasserstoffs beschleunigt.
Beispiele für Metallionen sequestrierende Mittel, die bei dieser Ausführungsform verwendet werden können, umfassen Substanzen, die in Wasser vollkommen unlöslich oder kaum löslich sind und Substanzen erzeugen, die die Eigenschaft haben, Metallionen in der Kapsel 20 oder in dem Beutel 12 zu adsorbieren. Unlösliche oder kaum lösliche Metallionen sequestrierende Mittel wie etwa ein Kationen-Austauscherharz können bevorzugt verwendet werden. Darunter sind Wasserstoffionen-Austauscherharze besonders bevorzugt, weil sie auch als pH-Einstellmittel fungieren. Die Wasserstoffionen-Austauscherharze umfassen ein saures Kationen-Austauscherharz mit einer Sulfonsäuregruppe als Austauschgruppe oder ein saures Kationen-Austauscherharz mit einer Caboxylsäuregruppe als Austauschgruppe, das Metallionen absorbiert und Wasserstoffionen (H⁺) freisetzt.
Beispiele für die pH-Einstellmittel, die bei dieser Ausführungsform verwendet werden können, umfassen eine Substanz, die die Eigenschaft hat, durch Bereitstellung von Wasserstoffionen (H⁺) Hydroxidionen (OH^–) zu unterdrücken (zu neutralisieren oder deren Erzeugung zu verhindern), beispielsweise Zitronensäure, Adipinsäure, Maleinsäure, Essigsäure, Bernsteinsäure, Glukonsäure, Milchsäure, Phosphorsäure, Salzsäure, Schwefelsäure und andere Säuren, und sie umfassen auch eine Substanz, die hydrolysiert wird, so dass sie unlösliche Hydroxide bildet und dadurch Hydroxidionen entfernt. Ein pH-Einstellmittel, das hydrolysiert ist um unlösliche Hydroxide zu bilden, etwa ein Mineralerz, das Aluminiumionen enthält, kann bevorzugt verwendet werden. Darunter können Alaune, wie etwa Aluminium-Ammoniumsulfat weiter bevorzugt sein, weil sie hydrolisiert werden, um unlösliche Aluminiumhydroxide zu bilden, und außerdem eine Funktionalität als Metallionen sequestrierendes Mittel (Aggregationsmittel) für Magnesiumionen und Kalziumionen haben. Wie oben beschrieben wurde, sind die Wasserstoffionen-Austauscherharze und Alaune besonders bevorzugte Substanzen, weil sie sowohl die Funktionalität als Metallionen sequestrierendes Mittel als auch die Funktionalität als pH-Einstellmittel in einem einzigen Agens vereinigen.
Ein saures oder alkalisches Mittel kann als Beschleuniger verwendet werden, der die Reaktion des metallischen Materials zur Erzeugung von Wasserstoff beschleunigt. Beispiele für saure Mittel sind unter anderem eine Säure, die nach der Reaktion einen festen Niederschlag erzeugt, und eine feste Säure wie etwa ein Ionenaustauscherharz. Wenn ein amphoterisches Metall wie Aluminium oder Zink als das wasserstofferzeugende Agens verwendet wird, kann anstelle der Säure ein alkalisches Mittel verwendet werden wie etwa Kalziumhydroxid, Kalziumoxid oder ein Anionen-Austauscherharz. Darunter kann vorteilhaft ein alkalisches Mittel als Nahrungsmitteladditiv verwendet werden, beispielsweise Kalziumhydroxid (gelöschter Kalk), gebrannter Kalk (Kalziumoxid), gebranntes Kalzium, Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid und Anionen-Austauscherharze. Der Beschleuniger zur Beschleunigung der wasserstofferzeugenden Reaktion, der mit einem Metall wie etwa Aluminium als Nahrungsmittelzusatz reagiert, das leichter ionisierbar ist als Wasserstoff und einen Niederschlag erzeugt, kann die Rücklösung von Ionen des Metalls nach der wasserstofferzeugenden Reaktion unterdrücken und ändert deshalb im wesentlichen nicht die Eigenschaften der Flüssigkeit L, die an einen lebenden Organismus verabreicht werden soll.
Um die Alterung des metallischen Materials zu verzögern sollte das Verhältnis zwischen Hydratationszahl und Wassergehalt der Substanzen wie etwa des Metallionen sequestrierenden Mittels und des pH-Einstellmittels, die in dem wasserstofferzeugenden System enthalten sind, vorzugsweise niedrig sein. Spezieller, was die Hydratationszahl betrifft, kann es sich um Trihydrat oder weniger, vorzugsweise Dihydrat oder weniger, besonders bevorzugt Monohydratüberträger handeln, und besonders bevorzugt Nicht-Hydrate oder Anhydride. Der Wassergehalt kann 40 Gew.% oder weniger, vorzugsweise 30 Gew.% oder weniger, weiter bevorzugt 20 Gew.% oder weniger und besonders bevorzugt 15 Gew.% oder weniger sein.
Das metallische Material wird bei dieser Ausführungsform in der Kapsel 20 mit Wasser in Kontakt gebracht, um Wasserstoffgas zu erzeugen. Beispiele für solche Wässer umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, auf Leitungswasser, gefiltertes Wasser, durch Ionenaustausch erhaltenes Wasser, gereinigtes Wasser, Reinwasser, Umkehrosmose-Wasser (RO-Wasser). Auch die oben beschriebenen Flüssigkeit L selbst kann als dieses Wasser verwendet werden. Der Ausdruck "Wasser", wie er hier gebraucht wird, umfasst auch Gase und Dämpfe wie etwa Wasserdampf. Ungeachtet der Zusammensetzung, Härte und Flüssigkeitseigenschaften kann irgendeine Flüssigkeit oder irgendein Gas, die oder das Wasser enthält, als das "Wasser" in dieser Ausführungsform verwendet werden.
Ein grober Zielwert für die Menge an Wasser, die mit dem wasserstofferzeugenden Mittel 11 reagieren soll, das das metallische Material enthält, kann vorzugsweise eine so kleine Menge sein, dass das Wasser nicht in der Kapsel 20 bleibt, die den wasserstofferzeugenden Körper 10 aufnimmt, etwa wenn der Beutel 12 als Ganzes in einem Augenblick in die Flüssigkeit L eingetaucht werden kann, wie später beschrieben werden wird. Zum Beispiel kann die Menge an Wasser, die in der Kapsel 20 verbleibt, 10 cm³ oder weniger, vorzugsweise 5 cm³ oder weniger, weiter vorzugsweise 3 cm³ oder weniger und besonders bevorzugt 1 cm³ oder weniger sein. Um zu verhindern, dass Wasser in so hoher Menge aus dem Beutel 12 in die Kapsel 20 fließt, können die Kapsel 20 oder der Beutel 12 vorzugsweise eine wasserabsorbierende Substanz oder ein wasserabsorbierendes Material enthalten, etwa wasserabsorbierende Perlen, Ionenaustauscherharz (ein trockenes Ionenaustauscherharz ist weiter bevorzugt, weil es eine hohe Absorbtionsfähigkeit für Wasser hat, wasserabsorbierendes Papier, Hyaluronsäure und Polyacryl.
Die Kapsel 20 ist in dieser Ausführungsform so ausgebildet, dass sie die Flüssigkeit L und das wasserstofferzeugende Mittel 11 voneinander trennt und das in dem wasserstofferzeugenden Körper 10 erzeugte Wasserstoffgas über das Einwegventil 21 der Kapsel 20 in den Behälter 30 eintreten lässt, der die Flüssigkeit L aufnimmt. Die Vorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform, die die Kapsel 20 aufweist, kann als ein von dem Behälter 30 getrenntes Element bereitgestellt werden, das in dem Behälter 30 untergebracht ist, der die Flüssigkeit L aufnimmt, oder kann als ein Strukturteil bereitgestellt werden, das vorübergehend in den Behälter 30 einbezogen ist. 1 illustriert eine Ausführungsform, bei der die Kapsel 20 als ein von dem Behälter 30 getrenntes Bauteil ausgebildet ist, und 4 illustriert eine Ausführungsform, bei der die Kapsel 20 Teil des Behälters 30 ist. Einzelheiten werden später beschrieben werden.
2A–2D zeigen eine erste Ausführungsform der Kapsel 20. Die Kapsel 20 hat in dieser Ausführungsform einen Hauptkörper 22, eine Ventilkappe 23 und ein Entenschnabelventil 21. Der Hauptkörper 22 ist ein am Boden geschlossenes rohrförmiges Element aus einem wärmebeständigen Kunststoff, der der Reaktionswärme des wasserstofferzeugenden Agens 11 bei der Reaktion mit Wasser widersteht. Der wasserstofferzeugende Körper 10 wird in den Hauptkörper 22 eingesetzt, und die Ventilkappe 23 wird auf die obere Öffnung des Hauptkörpers 22 aufgesetzt. An der äußeren Oberfläche des Hauptkörpers 22 sind einstückig mehrere Vorsprünge 24 gebildet, die in gewissen Abständen in Umfangsrichtung angeordnet sind. Diese Vorsprünge bilden eine Struktur, die Verformungen des Behälters 30 infolge der Reaktionswärme des wasserstofferzeugenden Agens 11 bei der Reaktion mit Wasser verhindert, die von dem Hauptkörper 22 auf den Behälter 30 übertragen wird (die Reaktionswärme kann je nach Art des metallischen Materials zu einer hohen Temperatur von etwa 200° C führen). Mit anderen Worten, die Vorsprünge 24 dienen dazu, den Mindestabstand zwischen der Kapsel 20 und dem Behälter 30 zu vergrößern und/oder die Berührungsfläche zwischen diesen Elementen zu verkleinern und dadurch die Übertragung von Wärme auf den Behälter 30 zu unterdrücken. In dem in den 2A–2D gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Vorsprünge 24 an der äußeren Oberfläche des Hauptkörpers 22 der Kapsel vorgesehen, sie können jedoch ebenso auch an der äußeren Oberfläche der Ventilkappe 23 vorgesehen sein.
Die Ventilkappe 23 der Kapsel 20 hat in dieser Ausführungsform die Funktion, das Entenschnabelventil 21 zu halten und die obere Öffnung des Hauptkörpers 22 zu verschließen. Ebenso wie der Hauptkörper 22 ist die Ventilkappe 23 aus einem wärmebeständigen Kunststoffmaterial hergestellt, das der bei der Reaktion des Wasserstofferzeugenden Agens 11 mit Wasser entstehenden Wärme widersteht.
Das Entenschnabelventil 21 ist in der Form eines Entenschnabels aus einem elastischen Kunststoffmaterial geformt und weist in seiner Scheitellinie am Ende des Ventils einen Schlitz 25 auf. Aufgrund dieses Aufbaus bleibt der Schlitz 25 dank der Elastizität des Entenschnabelventils 21 so lange im geschlossenen Zustand, bis der Innendruck in der Kapsel 20 so groß wird, dass der erhöhte Druck den Schlitz 25 entgegen der elastischen Kraft der Wände des Entenschnabelventils 21 erweitert, so dass Wasserstoffgas abgegeben wird. Das Entenschnabelventil 21 ist ein Beispiel für das Einwegventil oder Rückschlagventil gemäß der Erfindung.
In einer alternativen Ausführungsform kann anstelle des Entenschnabelventils 21 ein gasdurchlässiger Film vorgesehen sein, der ein weiteres Beispiel für das Einwegventil oder Rückschlagventil ist. Der gasdurchlässige Film erlaubt den Austritt des in der Kapsel 20 erzeugten Wasserstoffgases nach außen, blockiert jedoch den Eintritt der Flüssigkeit von außen in die Kapsel 20. Wie in einer weiteren Ausführungsform im Zusammenhang mit 4 und 5 beschrieben werden wird, kann die Kapsel 20 an einer Kappe 32 des Behälters 30 befestigt sein, so dass sie sich außerhalb des Behälters 30 befindet, jedoch kann in einer alternativen Ausführungsform die Kapsel 20 so an der Kappe 32 befestigt sein, dass sie sich im Inneren des Behälters 30 befindet. Wenn das Einmischen des wasserstofferzeugenden Agens 11 in die Flüssigkeit L in dem Behälter 30 nicht problematisch ist, so ist der Ventilaufbau nicht auf ein Einwegventil, Rückschlagventil, einen gasdurchlässigen Film und dergleichen beschränkt, sondern es kann sich um ein Ventil handeln, das den Austritt des in der Kapsel 20 erzeugten Wasserstoffgases nach außen sowie auch den Eintritt von Flüssigkeit von außen in die Kapsel 20 erlaubt.
Der Behälter 30 gemäß dieser Ausführungsform ist ein Behälter zur Aufnahme der oben beschriebenen Flüssigkeit L, und Beispiele für diesen Behälter umfassen einen dicht geschlossenen Behälter, der so ausgebildet wird, dass der Inhalt nicht der Umgebungsluft ausgesetzt wird. Beispiele für die dicht geschlossenen Behälter umfassen solche mit Deckel, solche wie etwa PET-Flaschen und Aluminiumflaschen mit Kappen. Es ist bevorzugt, das der dicht schließende Behälter 30 aufgrund seiner Form und seines Volumens tragbar ist, so dass eine Person ihn leicht in der Hand halten und schütteln kann.
Das Volumen des dicht geschlossenen Behälters 30 kann beispielsweise 2 Liter oder weniger, vorzugsweise 1 Liter oder weniger und besonders bevorzugt 0,5 Liter oder weniger betragen, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Bevorzugte Materialien für den dicht geschlossenen Behälter 30 sollten eine geringe Durchlässigkeit für Wasserstoff haben. Der Grund ist, dass umso weniger des erzeugten Wasserstoffs nach außen aus dem Behälter 30 entweicht, je geringer die Durchlässigkeit für Wasserstoff ist.
Die Durchlässigkeit des Behälters 30 für Wasserstoff wird wie folgt gemessen. Mit Bezug auf ein Verfahren, das in JP 2009-221567 A und dergleichen offenbart ist, wird Wasser, in dem Wasserstoff gelöst ist, so erzeugt, dass in einem Volumen, das das 20fache des inneren Volumens des dicht geschlossenen Behälters beträgt, dessen Durchlässigkeit gemessen werden soll, eine Konzentration, die annähernd der Sättigungskonzentration (1,6 ppm bei 20° C und 1 atm) stabil aufrecht erhalten wird, und der dicht geschlossene Behälter wird dann 5 Stunden lang in das wasserstoffhaltige Wasser eingetaucht, nachdem er mit gefiltertem Wasser gefüllt wurde (etwa mit Wasser, das mit Aktivkohle behandelt wurde, erhalten durch Behandlung von Leitungswasser aus der Stadt Fujisawa, das man durch eine Aktivkohlesäule laufen lässt). Danach wird die Konzentration an gelöstem Wasserstoff in dem gefilterten Wasser gemessen. Wenn die Konzentration an gelöstem Wasserstoff 1000 ppb oder niedriger, vorzugsweise 500 ppb oder niedriger, weiter bevorzugt 100 ppb oder niedriger oder besonders bevorzugt 10 ppb oder niedriger ist, so wird der Behälter 30 als ein Beispiel für einen Behälter klassifiziert, der im Sinne dieser Erfindung eine geringe Durchlässigkeit für Wasserstoff aufweist.
Der Behälter 30 kann in dieser Ausführungsform, abgesehen davon, dass er dicht schließt, vorzugsweise eine Druckbeständigkeit aufweisen, so dass er in der Lage ist, einem erhöhten Innendruck zu widerstehen, der sich infolge der Erzeugung von Wasserstoff bildet. Insbesondere kann der Behälter 30 ein druckbeständiger Behälter sein, der einem Innendruck (absolut) von 0,11 MPa, vorzugsweise 0,4 MPa, weiter bevorzugt 0,5 MPa und besonders bevorzugt 0,8 MPa standhalten kann. Vorteilhaft kann eine PET-Flasche für kohlensäurehaltige Getränke verwendet werden. Der Mündungsteil des Behälters 30 kann in dieser Ausführungsform vorzugsweise einen Mechanismus (Entlüftungsschlitz) zum Entspannen des Druckes während der Öffnung der Kappe aufweisen, so dass der Öffnungsvorgang sicher durchgeführt werden kann.
Die wasserstoffhaltige Flüssigkeit, die bei diesem Ausführungsbeispiel erhalten wird, ist eine wasserstoffhaltige Flüssigkeit, in welcher die Konzentration an gelöstem Wasserstoff 8 ppm oder mehr, vorzugsweise 10 ppm oder mehr beträgt. In dieser Ausführungsform bezieht sich der Begriff "übersättigte wasserstoffhaltige Flüssigkeit" auf eine hochkonzentrierte wasserstoffhaltige Flüssigkeit, bei welcher die Konzentration an gelöstem Wasserstoff nicht niedriger ist als die Löslichkeit bei gewöhnlichen Temperaturen und Drücken (1,6 ppm), insbesondere ist die Konzentration an gelöstem Wasserstoff in einer Ausführungsform 8,0 ppm oder mehr, in einer anderen Ausführungsform 9,0 oder mehr und noch einer anderen Ausführungsform 10,0 ppm oder mehr.
Ein Verfahren zur Verwendung der Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zur Erzeugung einer wasserstoffhaltigen Flüssigkeit wird nun mit Bezug auf 3A–3H beschrieben.
Zunächst wird, wie in 3A gezeigt ist, der wasserstofferzeugende Körper 10 vorbereitet. Der wasserstofferzeugende Körper 10 ist so ausgebildet, dass der Beutel 12 mit dem wasserstofferzeugenden Agens 11 geladen wird, das ein metallisches Material wie etwa Aluminium und Magnesium sowie einen Beschleuniger enthält. Dann wird, wie in 3B gezeigt ist, der wasserstofferzeugende Körper 10 fünf bis sechs Sekunden lang in eine Flüssigkeit L eingetaucht, die z. B. in dem Behälter 30 enthalten ist, so dass der Beutel 12 nass wird. Danach wird, wie in 3C gezeigt ist, der in dieser Weise angefeuchtete wasserstofferzeugende Körper 10 in den Hauptkörper 22 der Kapsel gegeben, die dann mit der Ventilkappe 23 verschlossen wird. Der Behälter 30 ist vollständig, bis zum oberen Rand, mit der Flüssigkeit L gefüllt. Das heißt, der Behälter 30 wird so weit mit der Flüssigkeit L befüllt, dass das in einem Kopfraum S im oberen Bereich des Behälters 30 verbleibende Luftvolumen so weit wie möglich reduziert wird.
Danach wird, wie in 3D gezeigt ist, die Kapsel 20 in den Behälter 30 gegeben, der dann mit der Kappe 32 verschlossen wird. In dieser Ausführungsform schwimmt die Kapsel 20 in dem Behälter 30 an der Flüssigkeitsoberfläche, weil das spezifische Gewicht der Kapsel 20 kleiner ist als dasjenige der Flüssigkeit L, in einer anderen Ausführungsform kann jedoch eine Kapsel verwendet werden, deren spezifisches Gewicht größer ist als das spezifische Gewicht der Flüssigkeit L, so dass die Kapsel in der Flüssigkeit L zum Boden des Behälters 30 sinkt. Nach einer Weile beginnt das wasserstofferzeugende Agens 11 mit dem Wasser zu reagieren, so dass in der Kapsel 20 Wasserstoffgas erzeugt wird. Wenn der Innendruck in der Kapsel 20 um ein gewisses Maß ansteigt und die Elastizität des Entenschnabelventils 21 überwindet, so bewirkt der erhöhte Innendruck das Öffnen des Schlitzes 25 des Entenschnabelventils 21, und das Wasserstoffgas wird durch diesen Schlitz abgegeben. Aufgrund des erhöhten Innendruckes dringt jedoch die Flüssigkeit L nicht durch den offenen Schlitz 25 in die Kapsel 20 ein.
Das Wasserstoffgas wird über das Entenschnabelventil 21 aus dem Inneren der Kapsel 20 in den Behälter 30 abgegeben und sammelt sich dann, wie in 3E und 3F gezeigt ist, im dem Kopfraum S des Behälters 30 (dem Raum in der Nähe der oberen Öffnung des Behälters 30). Während dieses Vorgangs hat die Kapsel 20 aufgrund der bei der Reaktion des wasserstofferzeugenden Agens 11 mit dem Wasser entstehenden Reaktionswärme eine relativ hohe Temperatur, doch wird die dieser hohen Temperatur entsprechenden Wärme kaum auf den Behälter 30 übertragen, weil die Vorsprünge 24 an den Wänden des Behälters 30 anstoßen und so eine direkte Berührung des Hauptkörpers 22 mit den Wänden des Behälters 30 verhindern. Dadurch kann eine Verformung oder dergleichen des Behälters 30 vermieden werden.
Das Wasserstoffgas, das durch die Reaktion des wasserstofferzeugenden Agens 11 und des Wassers in der Kapsel 20 erzeugt wurde, wird über das Entenschnabelventil 21 in den Behälter 30 abgegeben, der die Flüssigkeit L enthält, und bildet in dem Kopfraum S eine Wasserstoff-Gasphase mit hohem Druck und hoher Konzentration. Auch wenn die Vorrichtung in dieser Ausführungsform so ausgebildet ist, dass sie in der Flüssigkeit L nach unten sinkt, wird der größte Teil der erzeugten Wasserstoffmoleküle zunächst in den Luftraum in dem Kopfraum des Behälters 30 abgegeben, ohne dass sie sich in der Flüssigkeit L lösen. Wenn der wasserstofferzeugende Körper 10 mit dem Beutel 12, der mit dem wasserstofferzeugende Agens 11 gefüllt ist, in die Kapsel 20 gegeben wird, so wird das Wasserstoffgas erst in der Form vom Wasserstoffgasblasen aus dem Entenschnabelventil 21 abgegeben, nachdem die Konzentration im Inneren der Kapsel 20 einen geeigneten Wert erreicht hat. Mit anderen Worten, bei der Abgabe in die Flüssigkeit L werden die Wasserstoffmoleküle in der Form von Wasserstoffgasblasen freigesetzt, die bereits gewisse Abmessungen haben, und die Kapsel 20 kann als eine Art Stopper für das Wasserstoffgas wirken. Es kann deshalb gesagt werden, dass die Wasserstoffmoleküle zuerst in den Luftraum im Kopfraum des Behälters 30 abgegeben werden, ohne sich in der Flüssigkeit L zu lösen.
Dies lässt sich auch visuell beobachten. Wenn z. B. die Vorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform in den Behälter 30 gegeben wird, der die Flüssigkeit L enthält, und der Behälter 30 für eine Weile in liegender Position gehalten wird, so wird das in der Kapsel 20 erzeugte Wasserstoffgas intermittierend in der Form von Wasserstoffblasen aus dem Entenschnabelventil 21 abgegeben, während das Volumen der Wasserstoffgasphase progressiv zunimmt. Mit anderen Worten, das freigesetzte Wasserstoffgas bewegt sich in dem Wasser nach oben und tritt schnell in die Gasphase im Kopfraum des dicht geschlossenen Behälters 30 ein, weil die abgegebenen Blasen des Wasserstoffgases große Abmessungen haben.
In einer Technik zur Lösung von Gasen, die mit dem sogenannten "Einperlen" arbeitet, einschließlich Techniken zur Lösung von Wasserstoffmolekülen, ist bisher angenommen worden, dass es für die Erzeugung hochkonzentrierter Gaslösungen wichtig ist, die Größe der Gasblasen so klein wie möglich zu machen und damit die Aufstiegsgeschwindigkeit der Blasen zu der Gasphase zu verringern. Selbst zum Zeitpunkt der Einreichung dieser Anmeldung wird es in der Technik als eines der Hauptprobleme angesehen, Mikroblasen oder Nanoblasen aus verschiedenen industriellen Gasen einschließlich Wasserstoff, Sauerstoff und Ozon herzustellen.
Im Gegensatz dazu haben die Erfinder festgestellt, dass es bei Gelegenheiten, in denen Verbraucher versuchen, hochkonzentrierte wasserstoffhaltige Flüssigkeiten zu erzeugen, um sie in verschiedenen Örtlichkeiten zu benutzen, etwa zu Haus, am Arbeitsplatz, in der Strasse oder im Laden, weit besser ist, zunächst die Gasphase des Wasserstoffs in dem dicht geschlossenen Behälter 30 zu bilden und den Innendruck in den Behälter 30 zu erhöhen und erst danach den geschlossenen Behälter 30 geeignet zu schütteln, um das Wasserstoffgas aus der Gasphase zurück zu gewinnen, statt die Wasserstoffmoleküle direkt in den Flüssigkeiten wie Getränken, etwa Trinkwasser, Tee und Kaffee aufzulösen. Um die Konzentration an gelöstem Wasserstoff in der wasserstoffhaltigen Flüssigkeit zu erhöhen, ist es deshalb bevorzugt, wie in 3G gezeigt ist, die Kapsel 20 gemäß dieser Ausführungsform in den dicht geschlossenen Behälter 30 zu geben und den dicht geschlossenen Behälter 30 geeignet zu schütteln.
Mit "Schütteln" ist in dieser Ausführungsform gemeint, dass dem dicht geschlossenen Behälter 30 ein physikalischer Stoss oder Schock erteilt wird, um dadurch das in der Flüssigkeit L gelöste Gas wie etwa gelösten Sauerstoff durch Wasserstoffgas zu ersetzen, während die Flüssigkeit L in dem dicht geschlossenen Behälter 30 mit dem Wasserstoffgas in der Gasphase in Kontakt gebracht wird. Der Begriff "Schütteln" umfasst in dieser Ausführungsform das natürliche Schütteln mit einer Hand oder mehreren Händen sowie auch das maschinelle Schütteln unter Verwendung einer Maschine. Beispiele für das maschinelle Schütteln umfassen das Schütteln mit Hilfe einer Rüttelmaschine, eines Rührers, eines Ultraschallerzeugers oder anderen geeigneten Mitteln. Damit sich das Gas weiter in der Gasphase des dicht geschlossenen Behälters 30 sammelt, kann das Schütteln nach Ablauf von 1 Minute, vorzugsweise 2 Minuten, weiter bevorzugt 4 Minuten, noch weiter bevorzugt 8 Minuten und besonders bevorzugt 10 Minuten nach der Zeit beginnen, zu welcher die Kapsel 20 in den dicht geschlossenen Behälter 30 gegeben wurde. Um die Auflösung des unter hohem Druck stehenden und hoch konzentrierten Wasserstoffgases in der an lebende Organismen verabreichbaren Flüssigkeit zu beschleunigen, kann die Schüttelzeit bei natürlichem Schütteln 5 Sekunden oder mehr, vorzugsweise 10 Sekunden oder mehr, weiter bevorzugt 15 Sekunden oder mehr und noch weiter bevorzugt 30 Sekunden oder mehr betragen. Im Hinblick auf ein leichtes Schütteln kann der dicht geschlossene Behälter auch nachdem er mit der an lebende Organismen verabreichbaren Flüssigkeit gefüllt ist im Inneren einen Kopfraum von 15% oder weniger, vorzugsweise 10% oder weniger und besonders bevorzugt 5% oder weniger in Bezug auf das Behältervolumen aufweisen. Durch das oben beschriebene Verfahren wird die wasserstoffhaltige Flüssigkeit erhalten, wie in 3H gezeigt ist.
4 zeigt in einer schematischen Darstellung die konstituierenden Bestandteile einer Vorrichtung 1 zum Erzeugen einer wasserstoffhaltigen Flüssigkeit gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, und 5 ist eine Darstellung, die ein Verfahren zur Verwendung der in 4 gezeigten Vorrichtung 1 illustriert (entsprechend 3D und 3E).
Die in diesen Figuren dargestellte Vorrichtung 1 stellt eine Ausführungsform dar, bei welcher die Kapsel 20 ein integrierter Bestandteil des Behälters 30 ist. Wie speziell in 4 gezeigt ist, ist die Kapsel 20 Teil der Kappe 32 des Behälters 30, und wenn die Kappe 32 an dem Behälter 30 angebracht ist, wie in 5 gezeigt ist, so wird das Wasserstoffgas von außerhalb des Behälters 30 in den Behälter 30 hinein abgegeben. Das heißt, das Wasserstoffgas wird in den Behälter 30 zugeführt, ohne dass die Kapsel 20 in den Behälter 30 eingesetzt wird, wie es in 3D und 3E gezeigt worden war.
Mit der Vorrichtung 1 und dem Verfahren wie oben beschrieben waren die Erfinder in der Lage, erfolgreich eine wasserstoffhaltige Flüssigkeit mit einer Konzentration an gelöstem Wasserstoff von 7 ppm zu erzeugen. Unglücklicherweise waren die Erfinder jedoch nicht in der Lage, unter den gleichen Bedingungen eine wasserstoffhaltige Flüssigkeit mit einer Wasserstoffkonzentration von mehr als 8 ppm, insbesondere mehr als 10 ppm zu erzeugen. Wenn das Gewicht des wasserstofferzeugenden Agens 11 erhöht würde, so würde auch die erzeugte Menge an Wasserstoffgas erhöht, und die Konzentration an gelöstem Wasserstoff könnte so erhöht werden, doch würde die verstärkte Erzeugung von Wasserstoffgas den Innendruck in dem Behälter 30 erhöhen, wie aus der obigen Beschreibung des Verfahrens hervorgeht. In dem Fall würde deshalb ein besonders druckfester Behälter 30 benötigt. Wenn das Gewicht des wasserstofferzeugenden Agens 11 erhöht würde, müsste, um die Menge an Abfall zu reduzieren, auch vermieden werden, dass metallisches Material zurückbleibt, das nicht reagiert hat. In dieser Situation haben die Erfinder aufgrund intensiver Studien und anhand von Versuch und Irrtum erfolgreich eine wasserstoffhaltige Flüssigkeit erhalten, bei welcher die Wasserstoffkonzentration 8 ppm übersteigt, bei einem angemessenen Gewicht des wasserstofferzeugenden Agens 11, wenn das Verhältnis zwischen dem Gewicht W (es kann auch die Molzahl verwendet werden) des wasserstoffhaltigen Agens 11 und dem Volumen der Kapsel 20 (Innenvolumen einschließlich des Hauptkörpers 22, der Ventilkappe 23 und des Entenschnabelventils 21) einen bestimmten Wert hat. Beispiele für die Erfindung und Vergleichsbeispiele werden nachfolgend beschrieben.
[Beispiele]
Beispiel 1
Metallpulver aus Aluminium (erhältlich von Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Partikeldurchmesser 53 bis 150 µm, 80% und darüber) und Kalziumhydroxid (erhältlich von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) als metallische Materialien wurde in einem Verhältnis von 75 Gew.% Aluminium zu 25 Gew.% Kalziumhydroxid gemischt, um 0,66 g eines wasserstofferzeugenden Agens 11 zu erhalten. Diese 0,66 g des wasserstofferzeugenden Agens 11 wurden in einem Gewirke (Precisé Regular C5160, erhältlich von Asahi Kasei Corporation) verpackt, das dann thermisch versiegelt wurde, um einen wasserstofferzeugenden Körper 10 zu bilden. Ein Behälter 30 in der Form einer PET-Flasche für kohlensäurehaltige Getränke mit einem Volumen von etwa 530 cm³ wurde vollständig bis zum Mundstück mit Wasser gefüllt. Das Wasser, mit dem diese Flasche gefüllt war, war Leitungswasser der Stadt Fujisawa (Wassertemperatur 14,6 °C).
Es wurde eine Kapsel 20 mit einem Innenvolumen von 5,4 ml bereitgestellt. Nachdem der oben beschriebene wasserstofferzeugende Körper 5 bis 6 Sekunden lang in das Leitungswasser in der PET-Flasche eingetaucht worden war, um ihn anzufeuchten, wie in 3B illustriert wurde, wurde dieser wasserstofferzeugende Körper 10 in den Hauptkörper 22 der Kapsel gegeben, die dann mit der Ventilkappe 23 verschlossen wurde. Danach wurde, wie in 3D gezeigt ist, die Kapsel 20 in den Behälter 30 (PET-Flasche) gegeben, der dann mit der Kappe 32 verschlossen wurde. Es wurden sechs Anordnungen dieser Art hergestellt.
Nachdem die PET-Flaschen für 10 Minuten und 24 Stunden (einige für 10 Minuten, andere für 24 Stunden) stehengelassen worden waren, hielt einer der Erfinder (ein etwa 30 Jahre alter japanischer Mann von mittlerer Körpergröße) den Mittelteil der PET-Flasche in seiner dominierenden Hand und bewegte nur das Handgelenk nach rechts und links, um die Flasche zu schütteln, so dass die Kappe oberhalb des Handgelenks eine bogenförmige Bewegung ausführte, mit einer Geschwindigkeit von 2 Takten pro Sekunde, insgesamt 120 Takte (insgesamt 60 Sekunden). Danach wurde die Konzentration an gelöstem Wasserstoff in der in jedem Behälter enthaltenen Flüssigkeit L gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgelistet und in 6 dargestellt. Die gelöste Wasserstoffkonzentration wurde mit einem Reagens zur Messung der gelösten Wasserstoffkonzentration titriert (9,88 ml Alkohole umfassend Ethanol, Ethylenblau und kolloidales Platin) erhältlich von MIZ Company Limited.
Beispiel 2
Die Konzentration an gelöstem Wasserstoff wurde für die enthaltene Flüssigkeit L gemessen, die unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 erhalten wurde, nur mit dem Unterschied, dass das Innenvolumen der Kapsel 20 7,5 ml betrug. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgelistet und in 6 dargestellt.
Vergleichsbeispiel 1
Die Konzentration an gelöstem Wasserstoff wurde für die enthaltene Flüssigkeit L gemessen, die unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 erhalten worden war, nur mit dem Unterschied, dass das Innenvolumen der Kapsel 20 11,0 ml betrug. Die Resultate sind in Tabelle 1 aufgelistet und in 6 dargestellt.
Vergleichsbeispiel 2

Die Konzentration an gelöstem Wasserstoff wurde für die enthaltene Flüssigkeit L gemessen, die unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 erhalten worden war, nur mit dem Unterschied, dass das Innenvolumen der Kapsel 20 13,5 ml betrugt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgelistet und in 6 dargestellt. Tabelle 1

	Konzentration V (ml)	V/W	Kapselvolumen an gelöstem Wasserstoff nach 10 Minuten (ppm)	Konzentration an gelöstem Wasserstoff nach 24 Stunden (ppm)
Beispiel 1	5,4	8,2	7,1	10,2
Beispiel 2	7,5	11,4	6,0	8,5
Vergleichsbeispiel 1	11,0	16,7	5,5	7,5
Vergleichsbeispiel 2	13,5	20,5	5,4	7,1

W = 0,66g

Überlegung
Betrachtet man die Änderungsrate (erste Ableitung) der Konzentration an gelöstem Wasserstoff in den obigen Beispielen 1 und 2 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2, so findet man einen signifikanten Unterschied in der Konzentration an gelöstem Wasserstoff nach 10 Minuten zwischen Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 1, und einen signifikanten Unterschied in der Konzentration an gelöstem Wasserstoff nach 24 Stunden zwischen Beispiel 1 und Beispiel 2. Damit die Konzentration an gelöstem Wasserstoff nach 10 Minuten 6 ppm oder mehr beträgt, ist es deshalb bevorzugt, dass das Verhältnis V/W zwischen dem Volumen V (ml) der Kapsel 20 und dem Gewicht W (g) des wasserstofferzeugenden Agens 11 den Wert von 11,4 oder weniger hat. In diesem Fall wird die Konzentration an gelöstem Wasserstoff nach 24 Stunden 8 ppm übersteigen. Damit die Konzentration an gelöstem Wasserstoff nach 24 Stunden 10 ppm oder mehr erreicht, ist es bevorzugt, dass das Verhältnis V/W 8,2 oder weniger beträgt.
Beispiel 3
Eine wasserstoffhaltige Flüssigkeit wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt, nur mit dem Unterschied, dass die Menge an wasserstofferzeugendem Agens 11 in dem wasserstofferzeugenden Körper 0,65 g betrug, das Volumen der PET-Flasche für kohlensäurehaltige Getränke nach dem vollständigen Füllen mit Wasser bis zum Mundstück 300 ml betrug, und das Innenvolumen der Kapsel 20 5,3 ml betrug. Die Konzentration an gelöstem Wasserstoff in der auf diese Weise erhaltenen Flüssigkeit L in dem Behälter wurde gemessen. Die Resultate sind in Tabelle 2 aufgelistet und in 7 dargestellt.
Beispiel 4
Die Konzentration an gelöstem Wasserstoff wurde für die enthaltene Flüssigkeit L gemessen, die unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 3 erhalten wurde, nur mit dem Unterschied, dass das Innenvolumen der Kapsel 20 7,4 ml betrug. Die Resultate sind in Tabelle 2 aufgelistet und in 7 dargestellt.
Vergleichsbeispiel 3
Die Konzentration an gelöstem Wasserstoff wurde für die enthaltene Flüssigkeit L gemessen, die unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 3 erhalten wurde, nur mit dem Unterschied, dass das Innenvolumen der Kapsel 20 10,9 ml betrug. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgelistet und in 7 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 4

Die Konzentration an gelöstem Wasserstoff wurde für die enthaltene Flüssigkeit L gemessen, die unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 3 erhalten wurde, nur mit dem Unterschied, dass das Innenvolumen der Kapsel 20 13,3 ml betrug. Die Resultate sind in Tabelle 2 aufgelistet und in 7 dargestellt. Tabelle 2

	Kapselvolumen V (ml)	V/W	Konzentration an gelöstem Wasserstoff nach 10 Minuten (ppm)	Konzentration an gelöstem Wasserstoff nach 24 Stunden (ppm)
Beispiel 3	5,3	8,2	8,6	10,3
Beispiel 2	7,4	11,4	7,6	8,4
Vergleichsbeispiel 3	10,9	16,8	6,6	7,8
Vergleichsbeispiel 4	13,3	21,2	6,2	7,0

W = 0,65g

Überlegung
Betrachtet man die Änderungsrate (erste Ableitung) der Konzentration an gelöstem Wasserstoff in den obigen Beispielen 3 und 4 und den Vergleichsbeispielen 3 und 4, findet man eine signifikante Differenz in der Konzentration an gelöstem Wasserstoff nach 10 Minuten zwischen Beispiel 4 und Vergleichsbeispiel 3 und eine signifikante Differenz in der Konzentration an gelöstem Wasserstoff nach 24 Stunden zwischen Beispiel 4 und Vergleichsbeispiel 3. Damit die Konzentration an gelöstem Wasserstoff nach 10 Minuten 6 ppm oder mehr erreicht, ist es deshalb bevorzugt, dass das Verhältnis V/W zwischen dem Volumen V (ml) der Kapsel 20 und dem Gewicht W (g) des wasserstofferzeugenden Agens 11 einen Wert von wenigstens 11,4 oder weniger hat. In diesem Fall wird die Konzentration an gelöstem Wasserstoff nach 24 Stunden 8 ppm übersteigen. Damit die Konzentration an gelöstem Wasserstoff nach 24 Stunden 10 ppm oder mehr erreicht, ist es bevorzugt, dass das Verhältnis V/W 8,2 oder weniger beträgt.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung zur Erzeugung von wasserstoffhaltiger Flüssigkeit
10: Wasserstofferzeugender Körper
11: Wasserstofferzeugendes Agens
12: Beutel
20: Kapsel
21: Entenschnabelventil (Einwegventil, Rückschlagventil oder gasdurchlässiger Film)
22: Hauptkörper der Kapsel
23: Ventilkappe
24: Vorsprung
25: Schlitz
30: Behälter
31: Hauptkörper des Behälters
32: Kappe
L: Flüssigkeit, die mit Wasserstoffgas angereichert werden soll

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2508484 B1 [0002, 0002]
JP 2009-221567 A [0037]

Claims

Vorrichtung (1) zum Erzeugen einer wasserstoffhaltigen Flüssigkeit (L), mit: – einem wasserstoffhaltigen Agens (11), das in der Lage ist, Wasserstoffgas durch Reaktion mit Wasser zu erzeugen, – einer Kapsel (20), die mit dem wasserstoffhaltigen Agens geladen ist und dazu ausgebildet ist, das in der Kapsel erzeugte Wasserstoffgas nach außen abzugeben, und – einem Behälter (30), der dazu ausgebildet ist, die Flüssigkeit (L) aufzunehmen, die mit dem in der Kapsel (20) erzeugten Wasserstoffgas angereichert werden soll, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis V/W zwischen dem Volumen V (ml) der Kapsel (20) und dem Gewicht W (g) des wasserstofferzeugenden Agens (11) einen Wert von 11,4 ml/g oder weniger hat.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Verhältnis V/W 8,2 ml/g oder weniger beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der – das wasserstofferzeugende Agens (11) ein metallisches Material, das leichter ionisierbar ist als Wasserstoff, oder eine hydrierte Verbindung sowie einen Beschleuniger enthält, und – das wasserstofferzeugende Agens (11) in der Kapsel (20) sich in einem für Wasser durchlässigen Beutel (12) befindet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der – die Kapsel (20) einen rohrförmigen Hauptkörper (22) mit geschlossenem Boden und eine Ventilkappe (23) hat, die eine Öffnung des Hauptkörpers (22) verschließt und – an einer äußeren Oberfläche des Hauptkörpers (22) und/oder der Ventilkappe (23) mindestens ein Vorsprung (24) gebildet ist, der von der äußeren Oberfläche nach außen vorspringt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Behälter (30) ein Volumen von 300 ml bis 530 ml hat.
Verfahren zum Erzeugen einer wasserstoffhaltigen Flüssigkeit (L) unter Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit den folgenden Schritten: – Füllen des Behälters (30) mit der Flüssigkeit (L), die mit Wasserstoff angereichert werden soll, – Einweichen des wasserstofferzeugenden Agens (11) in Wasser, – Eingeben des wasserstofferzeugenden Agens (11) in das Innere der Kapsel (20), – Eingeben der Kapsel (20) in den Behälter (30) und dichtes Verschließen des Behälters (30), und – Stehenlassen des Behälters (30) für eine vorbestimmte Zeit.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Behälter (30) nach Ablauf der vorbestimmten Zeit im dicht geschlossenen Zustand geschüttelt wird.
Besteck zum Erzeugen einer wasserstoffhaltigen Flüssigkeit (L), mit: – einem wasserstofferzeugenden Agens (11), das in der Lage ist, Wasserstoffgas durch Reaktion mit Wasser zu erzeugen, und – einer mit dem wasserstofferzeugenden Agens (11) geladenen Kapsel (20), die dazu ausgebildet ist, das in der Kapsel (20) erzeugte Wasserstoffgas nach außen abzugeben, – wobei das Besteck in einen Behälter (30) eingebbar ist, der mit der mit Wasserstoff anzureichernden Flüssigkeit (L) gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis V/W zwischen dem Volumen V (ml) der Kapsel (20) und dem Gewicht W (g) des wasserstofferzeugenden Agens (11) einen Wert von 11,4 ml/g oder weniger hat.