水素是什么东西?水素水又是什么东西?
日文里面水素，翻译成中文即是氢，
水素水是在英文的叫法是Hydrogen Water在日文里面的叫法是水素水 ，翻译成中文即富含氢的水。
水素水(富氢水)的来历和作用。
水素水有效果吗?有什么样的效果;首先大家需要了解的是，水素水(富氢水)的来历和作用。从2007国际研究者对世界四大“奇迹之水”的研究发现氢对人体的帮助后，氢分子生物学真正走向繁荣，说到水素水日本医科大学太田成男教授功不可没。
太田教授是氢气生物学的奠基人，他不仅提出了氢气治疗疾病的选择性抗氧化理论，而且率先在国际上证明氢气对脑缺血、皮肤疾患、糖尿患者、ED症、肝脏缺血、心肌缺血、肥胖、巴金森病具有治疗作用，积极和企业合作开发氢气水等相关美容保健及医疗相关产品。
而中国2014年、2015年分别召开的氢分子会议，就氢分子的医学作用、生物学效应展开讨论，国际氢分子研究者做了大量的相关报告，作为国内氢分子研究第一人孙学军教授带领科研团队发表关于水素的论文，并多次被国家表彰。他的关于对受过辐射老鼠进行水素水疗法的论文在医学界引起非常大的关注。现在氢相关的产品市场上越来越多，不少已通过人体实验完成，氢的生物学效应在不断的完善。也带给人们越来越多的帮助。
水素水(富氢水)的应用
1.富氢水虽然不是对症治疗，但因为氢气有清除和减轻发病成因的作用，所以许多疾病人群饮用富氢水非常有可能获得好处;
2.因氢气具有清除活性氧自由基的功能，健康人群长期饮用，有可能会起美容保健及预防疾病的作用;
3.对于富氢水要有科学和审慎的态度，富氢水不是药，尤其对于疾病人群，以临床治疗为主，富氢水为辅;
4.富氢水需要一个调理的过程，因存在个体差异，每个人的感受程度和作用时间都可能不同;
水素水富氢水生产法分析
大家已经了解水素水即富氢水对人体的帮助，也就是氢对人体的帮助，要怎样选购水素水则是一件揪心的事情，因为市面上现有着各种各样的水素水，选择必定困难下面讲一讲如何生产水素水只有懂得生成水素水原理和方法了我们才可以分辨和选择优质的水素水。这里我们先谈谈水素水生成方法。
水素水生成方法
水素(氢)的生成方法目前基本上用的是化学法，光催化制水素(氢)法。水素水(富氢水)的生成方法目前基本有物理法，化学法和电化学分解法。
光催化制水素(氢)技术
光催化制氢技术，光催化剂的制氢主要通过两种方式，光催化分解水(photocatalytic water splitting) 和光电化学分解水，因为只是在于研究阶段效率不高，产业化目前比较难，这里暂不叙述。
物理法(压力灌注法)
物理压力灌注法是在水上加压然后融入氢，氢气充入纯净水中制备富氢水，制成袋装和罐装富氢水，灌注出水后的一般浓度可以达到1500PPB。可作为功能饮料优点在于只要灌注的氢纯度高，饮水卫生安全就没有问题。
该技术最大的问题是氢存储困难，必须用铝制材料容器，限制了其包装的灵活性。缺点是罐装水素水里的氢在运输震动及升温和时间因数影响下水素浓度会急剧下降，由于从生产线到消费者手中经过较长时间，氢气会缓慢释放导致产品的水溶氢含量偏低。国内现有几款袋装和罐装富氢水，包装漂亮大气，口感不错。缺点是价格偏高，消费群体较窄，限制了其市场快速扩张。
化学法
化学法就是常用的口服颗粒或者粉末。这些东西和胃里的水生成水素(氢)。有镁制氢，钙制氢，合成珊瑚粉末制氢，富氢水瓷制氢等。多数以胶囊形式的包装，胶囊里面是粉状的白色粉末。
基本都是依托化学成分和水发生反应而生成氢的一种方法。这样的制氢存在很多问题，比如时效性差，易氧化变色，且易板结有沉淀物等。还有在实验室条件下用水下可以产氢。但在人体体内水环境复杂，在胃里和胃酸及未知的化学液体产生反应会生成什么化学物质无法预测，并且镁等化学载体生成的副产物也会增加肾脏和其他器官的排泄负担，多数医学专家都不赞成以此方法摄取水素。所以目前采用的企业和产品越来越少，纯化学法制氢作为一个过时技术面临被淘汰。
电解法生成水素水(分为传统电解法和SPE电解法)
传统电解法制氢技术
电流通过水(H2O)时，在阴极通过还原水形成氢气(H2)，在阳极则通过氧化水形成氧气(O2)。氢气生成量大约是氧气的两倍。传统法制氢是现阶段水素水杯的主流，优点是技术成熟工艺简单。缺点是水电解过程中的电化学反应非常微妙，不同矿物质的水会产生不同化学结果。开盖后会闻道一股刺鼻气味，这是因为普通饮用水电解过程中容易产生臭氧并提高水中余氯含量。经过试验传统电解水素水中的余氯含量会比原水多出约15～20%。喝氯超标的水容易致癌。余氯检测剂可以到网络上购买自行检查(后面介绍)。传统电解法电解过程需要用水作为导体所以正常条件这种方法无法对纯净水进行电解。
水素水是伪科学吗?
前些日子网络上不少关于水素水是伪科学的谣言，其实这也不足为怪，因为不少科学发明在取得普世认同前都会遭到疑问。也有不少水素水产品厂家浑水摸鱼以次充好，欺骗消费者造成的这个局面。下面来看看世界上关于水素研究方面的进展。
1.2007年，日本科学家首次在国际权威医学杂志发表氢气对脑梗死保护作用的文章后，引起国际众多学者的极大兴趣，至今日本、中国、欧美、韩国等多国科研人员共发表氢气医学研究论文700余篇;
2.目前关于氢气治疗与改善健康的研究领域涉及：癌症、动脉硬化、高血压、高血糖、高血脂、痛风、肝肾疾病、类风湿、过敏、哮喘、老年痴呆、帕金森、抑郁症等70余种疾病;
3.国内二军大、四军大、泰山医学院、复旦大学、浙江大学、天津医科大学、长海医院、东方肝胆外科医院、解放军总医院、协和、天坛、华西等著名医学研究机构都参与了氢气医学的研究，学者们仅国家自然科学基金就获得50多项;
4.钟南山、吴孟超、王红阳、夏照帆、王忠诚等院士也积极参与了氢气医学的研究，钟南山院士在今年4月16日世界胸科大会上发言指出“氢分子主要针对慢性疾病，最基本的是抗氧化应激的加强作用，不是单纯修复作用，有利于机体恢复，理念是对因治疗而不是对症治疗”;
以上数据表明世界各国科学家对于水素对人体疾病的预防及治疗寄与极大的期待，中国政府也投入相当可观的资金及人才开发研究这个项目，迄今为止，关于氢气能治病的文章到目前为止已经上千篇，而且所提到的这篇文章引用率也将近千次。孙学军教授，太田成男教授等都曾经用水素进行试验写出论文报告证明水素的医疗效果。由此可见水素水是伪科学这个谣言不攻自破。
SPE固体高分子质子膜分槽电解制氢技术
SPE电解水最初用于向宇宙飞船或潜水艇供氧及实验室作为氢气发生器。把满足要求的水(电阻率>1MΩ/㎝,电子或分析行业用的去离子水或二次蒸馏水皆可)，送入电解槽阳极室，通电后水立刻在阳极分解成4个带正电荷的H,和2个带-2价的氧，分解成的负氧离子随即在阳极放出电子，形成氧气，从阳极排出，携带部分水进入水槽。氢质子以水合离子的形式，在电场力的作用下通过离子膜，到达阴极吸收电子形成氢气，从阴极室排出，进入水中，即可生成富氢水。
SPE分槽电解法的隔膜是一种质子交换膜，是一种坚韧、柔软的聚合物薄片，对氢离子有高的导通性。氢离子的导通是因为聚合物薄片可传递水合氢离子(H+·XH20)。在我国SPE氢氧分离技术多用于军事与航空领域。SPE电解水制氢技术优点是电化学反应稳定，不易析出有害物质，生成的氢与氧被离子聚合物薄膜隔离，氧被排到空气中不溶于水使得生成的水素水浓度相对高清澈透明，水素残存时间长，水质口感好。当然有膜了也不一定就能够电解纯净水。也就是TDS为0的水，如二次RO膜过滤和蒸馏水，如怡宝，屈臣氏等。因为水中没有矿物质，所以普通电解无法电解纯净水，需要有一个媒介，增加一道膜处理工艺，就是通过特殊工艺在膜的两边处理上铂金涂层，完成导电性，也就是电流导通性，这样就可以电解纯净水了，这也叫零极距电解。膜上必须镀有媒介才可以电解纯净水。所以再选择的时候可以问下厂家是否可以电解纯净水，这也是一种鉴别的方法。目前的技术可以电解纯净水基本属于高端产品，也只有他可应用在美容化妆方面因为美容化妆多数用的是纯净水。目前，掌握这些技术的国家美国，俄国，日本等都应用在军工领域，固体聚合物电解质膜只有少数几家国外公司能生产(道氏公司、杜邦公司、旭硝子和旭化成公司)，电解用的铂金电极价格不菲，电解槽结构复杂技术要求高，这些因数造成可以电解纯净水的SPE电解水素水杯造价成本高。
关于余氯
许多国家自来水目前最常用的灭菌手段是加氯。通常，把氯气或者二氧化氯通入水中，形成次氯酸和次氯酸根。它们具有超强的氧化能力，能够杀灭多种细菌。氯投入水中后，除了与水中细菌、微生物、有机物、无机物等作用消耗一部分氯量外，还剩下了一部分氯量，这部分氯量就叫做余氯。余氯是指水经加氯消毒，接触一段时间后，余留在水中的含量，水中投氯，经一定时间接触后，在水中余留的游离性氯和结合性氯的总称，氯气对人体有严重危害，它能刺激眼、鼻、喉以及上呼吸道等。引起急性肺水肿及肺炎，浓度高时可麻痹呼吸中枢、出现“闪击性死亡”。长期吸入低浓度的氯会引起慢性中毒，导致体内产生大量的自由基，加速人体衰老速度。主要病症为鼻炎、慢性支气管炎、肺气肿、肝硬化、动脉粥样硬化，甚至是癌症。 氯加入水中后，会让您的头发产生干涩、断裂、分叉，也让您的肌肤漂白化、皮肤层脱落及产生奇痒无比的皮癣过敏症。氯受热后与水中有机腐质产生三氯甲烷等致癌物质。余氯对人体是有致命的伤害的，所以国内的自来水是不能直接饮用的。研究表明，人体65%的疾患和余氯有关，天长日久的毒素积累造成人体很多的问题。国家标准规定出厂水余氯含量≥0.3mg/L，供水公司一般控制在0.3-0.5mg/L之间，所以只要不超过0.5mg/L即可，对人体就没有危害。某些国外的自来水因为水源质量好，细菌少，过滤及消毒技术水平好所以氯的投放量好相对安全可以直接饮用的又被称作直饮水。
传统电解法电解水时也能产生一部分臭氧，而臭氧是强氧化剂，是不能进入人体的，并且通过传统电解法是无法去除水中余氯，普通的电极会提高水中余氯的浓度20%，会放大氯其对人体的伤害，不一定只是电解自来水有余氯，只要水中有带有酸根的化合物，就会有酸根离子被电解出来。所以慎重选择水素水杯十分重要。检测是否含有余氯。余氯可以借助余氯检测笔和余氯检测试剂，根据反应出的颜色和数值可鉴别，如上图所示。大家可以用普通桶装水在生成水素水前后对余氯进行检测对比，看看余氯数值是否增加。经过试验传统电解水素水中的余氯含量会比原水多出约15～20%。
国外厂家为了消除余氯在水杯里面做了个白色颗粒棒，用化学的中和法消除水中余氯，但是这种方法也未必安全，谁会知道这个化学的东西和电解出水中的(氢，氧，臭氧)及其他矿物质物质发生化学反应又会生产什么新的有毒物质呢? 所以水素素水被余氯数值指标也非常关键。余氯测试时请拿出这个白色棒棒进行比较。为了保险起见没有白色颗粒的水素水杯只是有可能增加了10%左右氯含量浓度，而加有白色颗粒的水素水杯未必全部消氯还增加了其他潜在风险，得不偿失。
水素水杯电解后的水是否毒水?
水素水杯电解后的水是否毒水?主要还是看：以下几个方面
1、使用的水是否是安全的水(一般我们建议使用矿泉水、纯净水或者过滤后能直接喝的水)。
2、使用的电解的基材和涂层是什么(国际上认可的电解水机超过50年，都是使用钛基材和纯铂金涂层;而工业上使用的黑色钌铱涂层是不安全的)关于电解电极及涂层后续专门介绍。
3、接触水部分的部件包括螺丝钉使用的是否符合饮用水标准是否都有镀上铂金涂层。关于电极直接触水还是不接触水，的问题也有一些争议日本认可的电解水机超过50年，都是使用钛基材和纯铂金涂层，都是直接接触水电解的，50年来也没有出现过啥不安全的问题，更没有出现过重金属中毒问题。所以说只要是合格的铂金涂层电极应该问题不大。
4、电解后的水臭氧和氯味是否有(这点和使用的涂层、有没有使用膜、电解技术等有很大的关系)，臭氧和氯浓度大对人体有安全隐患。带有白色颗粒的水素水杯的目的就是消除臭氧和余氯，并且现在的技术无法瞬间中和掉臭氧和余氯所以要等上10分钟左右这样的话杯子里的水素浓度也急剧下降了，水素水杯的意思也不大了，并且这些白色颗粒和电解出的水中矿物质会产生化学反应产出的反应物质是否有毒也是个未知数。
5，杯底与电级间有空间问题，(如上图用牙签轻轻放入就可以知道空间距离)如果杯底与电极间有空间则看不见杯底卫生情况，饮用后水分残留非常容易滋生细菌。细菌的繁殖发酵会成为细菌水。所以选择水素水杯时最好看清杯底结构，不要选择电极和杯底有空间的水素水杯。如果购买了建议用完这样的杯子后倒置水杯，并且经常用柠檬酸清洗。
怎么区分电极的优劣
由于钛强度高，即使在高的正超电势、强酸性和潮湿的条件下也不易发生腐蚀，所以是电解电极最佳基材候选材料之一。但是在使用时钛双极板表面钝化行成氧化层，增大电极和双极板之间的接触电阻，导致功能减退，反应速度减慢。采用贵金属制的涂层，如铂和金，可以克服这个问题。由于铂对氧还原有较高的电催化活性与稳定性，也是最好的双效氢电极催化剂，即对氢还原具有良好的催化活性，又对氢的氧化有良好的催化性能、过电位低而且稳定，所以现在厂家多采用钛基料的铂金涂层电极所以作为电催化剂的首选。
钌铱涂层和铂金涂层都可以用来电解水测试氢因为造价成本和安全问题，钌铱涂层一般应用在工业上，而铂金涂层安全系数高所以应用在生活相关产品上。黑色的电极多数是钌铱涂层这种材质多用在氯碱行业中，电解时多有重金属析出!这种工业上使用的涂层，绝对不能使用在饮用水上，不但会析出有毒的重金属，还会是析氯和臭氧的元凶。建议还在使用的厂家尽快停止使用。而铂金涂层(纯铂金涂层一般为铂金白色)是日本认可的电解水机用的，已经超过50年历史，非常安全。
怎么区分传统电解法和SPE电解法水素水杯
多数传统电解法电解时因为氢氧不分槽电解。电解过程中氢气氧气及臭氧混合进入水中所以生成水时水质白浊有点想淡淡的牛奶水不透明，只有等电解结束20秒后水才渐渐透明。不少销售者吧浑浊的白色液体说成是水素(氢)说只有白色雾状才是水素，这是不负责任颠倒黑白的宣传方式。SPE电解法水素水杯生成水素水时，水质是清澈透明的，没有白浊现象。相同容量时间下生产的水素水比传统电解法生成的水素水浓度更高，水素(氢)保持残留时间长。上图左边SPE制氢技术右边为传统电解法电解法。
水素水杯可以电解水以外的液体吗?
纯水被电解时，水中只含有氢正离子和氢氧根阴离子，氢氧根阴离子移动到阳极并被夺走电子变成氧气。氢离子移动到阴极获得电极提供的电子变成氢气。电解水制备氢水理论非常简单，就是利用负极强还原作用，把氢离子还原成氢气，氢气溶解在水中制造出含氢水的水。
在含有盐离子的溶液中，电解反应变得非常复杂。产物是什么与离子成分，溶液的温度酸碱度和电压都有关系。能还原氢离子和氧化氢氧根离子，当然也能氧化或还原茶水中的某些化学成分，当然这些成分被氧化还原的产物不一定全部有害健康，甚至有一些对健康更有好处，但无法避免可能产生一些有害物质，因此我认为将茶水放在电解系统中不安全。同样道理，咖啡、牛奶、果汁等含有复杂成分的饮料都同样不适合直接电解饮用。不少厂家宣传可以电解果汁茶叶什么的是不负责任的行为，因为有太多的未知数了。如果一定要喝含氢气茶水，比较安全可靠的方法是把氢气物理溶解到茶水中，已经有这类氢水机产品。另外一个比较简单的方法就是把热氢水泡茶泡牛奶，当然这也会丢失一部分氢气，降低氢水的效果。但是至少这样是相对安全的。
日本比较 人气的水素水杯 有 江田杯 belulu水素水杯 H3O水杯 冰河水素上等。他们性能技术及参数各有千秋。关于水素的检测等问题我们另外文章叙述。