最近,一則新聞看得我熱血沸騰。中國首次在寧夏鹽池縣開設了大型氦氣工廠,實現了我國氦氣製備從0到1的突破。
很多人不知道,除了晶片,這種叫做氦氣的氣體,被譽為「氣體稀土」,我國基本全部依靠從美國進口,存在著巨大的安全危機。
氦氣是什麼?這是一種稀有氣體,排在元素周期表第二位,僅次於氫。氦氣是一種極輕的無色、無臭、無味的單原子氣體,其化學性質特別不活潑,所以又叫做「惰性氣體」。
也正是因為氦氣的惰性,其在許多極端條件下也不會和其他元素發生反應,被廣泛的用於高科技行業。
在航空航天,將「天問一號」送上天的長徵五號,以及洲際飛彈等,其中就大量使用了氦氣進行增壓以及運送燃料。
在晶片製造中,需要一個潔淨的環境,需要一個充滿氦氣的環境下。
在大型強子對撞機中,需要將電纜浸泡在在液氦裡,才能在超低溫情況下具備超導屬性。
醫用核磁共振也需要氦氣,營業員掃碼用的機器就是氦氖雷射器。
可以說,在每一個大學的實驗室,都可以看到一瓶瓶的氦氣罐。氦氣的用途,遠不止充氣球這麼簡單,是名副其實的「氣體稀土」。
而氦儘管是宇宙第二多的元素,但是在地球表面卻極為有限。氦氣只佔到空氣的幾百萬分之一,而且根本無法再生。深部地球的氦氣人們也無法開採利用,目前全世界利用的氦氣都是從石油天然氣油田中開採出來的。
從氦氣資源上看,全球總計約519億立方米,其中美國206億、卡達101億、阿爾及利亞82億、俄羅斯68億。而中國只有11億,是一個貧氦國。而且美國的天燃氣都是富氦的,而中國的天燃氣都是貧氦的,開採成本更大。
而氦氣製造上,美國更是天下第一,是全球最大的氦氣生產國,控制壟斷了氦氣市場。
從1917年,美國就開始重視了氦氣資源保護,2007年將氦氣定為戰略儲備資源,2018年將其列入35種危機礦種。在20世紀70年代,氦氣就是對華禁運物資之一。即使在目前,美國仍舊在出口合同上註明氦氣必須用於非軍事目的。
而隨著我國的發展,對氦氣的需求也越來越大,而主要的氦氣都進口於美國。受到貿易戰的影響,氦氣的價格也是暴漲。氦氣始終是懸在中國頭上的一把利劍,是美國卡我們脖子的「氣體稀土」。
美國不給,我們就自己造!
近期,中科院理化研究所下屬公司中科富海歷經兩年多的研製開發,中國成功研製出我國第一套液化天然氣閃蒸汽(LNG-BOG)低溫提氦裝置。
更令人興奮的是,目前已經在寧夏鹽池成功實現商業化運營,開設了大型氦氣工廠,成功生產出液氦。現在工廠的產量不多,只有20噸,短時間內還無法有效滿足國內全部的氦氣需求。但是工廠的成本低,只有4000萬元,可以廣泛推廣。
一旦中國建立數百個類似的設施項目,完全可以實現在氦氣上的獨立自主,自力更生。
中國科學院理化技術研究所的研究小組還發現,我國的天然氣工廠的廢料中含有相當多數量的氦,這些廢料將成為大規模生產氦氣的關鍵,和進口的成本相比非常有有競爭力。
氦氣的用途廣泛,是「氣體稀土「。我國的氦氣主要從美國進口,如今獨立自主,自力更生,實現了從0到1的突破,大大增強了國家安全。
我是,在讀博士,傳遞有深度的知識,歡迎關注。