氦氣短缺升級(jí)下的氫氣替代解決方案

———氦氣短缺升級(jí)下的氫氣替代解決方案

氦氣短缺4.0氦氣的應(yīng)用十分廣泛，除了用于實(shí)驗(yàn)室分析，也被應(yīng)用在半導(dǎo)體、醫(yī)療、航空航天等行業(yè)。作為一種不可再生資源，氦氣短缺問題難以避免。氦氣短缺危機(jī)已經(jīng)持續(xù)很長一段時(shí)間，且日益嚴(yán)峻，對(duì)全球用戶產(chǎn)生了極大的影響。尤其是進(jìn)入"氦短缺4.0'之后，用戶再次面臨價(jià)格飆升和供應(yīng)受限的問題。有許多因素造成了這一現(xiàn)狀，包括**土地管理局在1月份再次意外關(guān)閉導(dǎo)致**氦氣供應(yīng)中斷；俄羅斯阿穆爾州（氦氣產(chǎn)地之一）的氦氣工廠因施工而關(guān)閉，將在未來至少6個(gè)月內(nèi)無法供應(yīng)氦氣；卡塔爾氦氣產(chǎn)量減少；以及東歐不穩(wěn)定局勢的影響。

除此以外，氦氣的全球分布極不均衡，近90%的氦氣資源集中在**、卡塔爾、俄羅斯、阿爾及利亞等地。因其不均衡的分布和不可再生性，可以預(yù)測：未來，危機(jī)還將持續(xù)升級(jí)。

**土地管理局

**土地管理局（BLM）是負(fù)責(zé)保護(hù)和銷售美聯(lián)邦所擁有氦氣的部門，在2023年下半年，由于BLM四個(gè)月的維修停工，造成了氦氣市場的緊缺。現(xiàn)在，BLM于2023年再次停擺，進(jìn)行計(jì)劃外的維護(hù)，似乎將要持續(xù)數(shù)月之久。而BLM供應(yīng)了**國內(nèi)40%以上的氦氣，這將對(duì)**的實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生極大的影響。

俄羅斯天然氣工業(yè)股份公司阿穆爾項(xiàng)目雖然**土地管理局在2023年底關(guān)閉維修，但人們普遍認(rèn)為，俄羅斯天然氣工業(yè)公司的阿穆爾項(xiàng)目將開始向市場供應(yīng)大量氦氣，這樣就能避免氦氣供應(yīng)再次短缺。

然而幾周后，這種想法就被證明是錯(cuò)誤的。據(jù)《天然氣世界》報(bào)道：2023年9月，阿穆爾氦氣工廠因施工建設(shè)而停止生產(chǎn)。除此之外，為阿穆爾州一家氦氣工廠提供原料氣的天然氣加工廠發(fā)生爆炸和火災(zāi)，這意味著阿穆爾州的氦氣生產(chǎn)可能至少要停止到2023年第三季度。

圍繞著阿穆爾工廠何時(shí)能夠恢復(fù)生產(chǎn)的猜測眾說紛紜，樂觀者認(rèn)為2023年第三季度末能夠恢復(fù)，更悲觀的預(yù)測則認(rèn)為阿穆爾工廠直到2023年前都無法供應(yīng)氦氣。東歐的沖突雖然俄羅斯與烏克蘭的沖突目前沒有對(duì)氦氣供應(yīng)產(chǎn)生直接影響，但人們認(rèn)為沖突可能會(huì)造成對(duì)氦氣供應(yīng)的短期和長期影響。就短期影響而言，氦氣的出口依靠集裝箱，由于西方國家對(duì)俄羅斯的制裁，導(dǎo)致了對(duì)俄羅斯港口服務(wù)的暫停，目前沒有一個(gè)快速的方法可以讓這些位于俄羅斯境內(nèi)的集裝箱從該國出口。

從長期來看，政治因素及對(duì)俄羅斯的制裁則可能造成不可估量的影響。這將使許多行業(yè)無法使用來自俄羅斯天然氣公司提供的氦氣。雖然天然氣和石油的出口目前未受到制裁，但如果長期對(duì)氦氣進(jìn)行嚴(yán)厲制裁，這將極大地影響全球市場的氦氣供應(yīng)。除此之外，新冠疫情對(duì)全球供應(yīng)鏈的影響仍在持續(xù)，而各行業(yè)對(duì)氣體的需求卻在增加。

以上種種因素造成了國外氦氣市場一瓶難求的現(xiàn)象。

在過去，短缺只是造成氦氣價(jià)格的上漲，使得大部分實(shí)驗(yàn)室不得不為購買氮?dú)庵Ц陡甙旱慕痤~。如今，與以往的短缺不同，大部分實(shí)驗(yàn)室的氦氣供應(yīng)完全被切斷了，由于沒有氦氣供應(yīng)，一些實(shí)驗(yàn)室設(shè)備完全無法使用。而對(duì)國內(nèi)市場來說，我國的氦氣資源僅占全球總量的2%左右，主要依賴進(jìn)口。國際氦氣市場的供應(yīng)中斷問題導(dǎo)致國內(nèi)氦氣價(jià)格飆升，一度逼近600元/立方米，這迫使實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)而尋求更經(jīng)濟(jì)、價(jià)格低廉的其他氣體作為替代。氦氣由于其良好的分離效果，常被用作氣相色譜的載氣。如今，實(shí)驗(yàn)室可以選擇其他可再生的氣體替代氦氣，并同樣可以提供良好的分析結(jié)果。

氦氣的替代品有哪些？

長期以來，氫氣一直被認(rèn)為是GC的最佳載氣。氫氣的高擴(kuò)散性可獲得更高的線速度，分析時(shí)間更短，并能提供與氦氣接近的分離效率。

氮?dú)庖部勺鳛檩d氣，從范迪姆特曲線上看，在較低的線速度下也可提供較好的分離效果。雖然與氦氣相比，氮?dú)獾姆蛛x時(shí)間較長，但由于氮?dú)赓Y源非常豐富，且容易生產(chǎn)，因此對(duì)許多實(shí)驗(yàn)室來說是一個(gè)可行的選擇。哪種氣體發(fā)生器適用于您的氣相色譜儀？

Peak已成功研發(fā)、生產(chǎn)多款專為GC而設(shè)計(jì)的氣體發(fā)生器。Precision系列氣體發(fā)生器是實(shí)驗(yàn)室用氫氣和氮?dú)夤?yīng)的安全、實(shí)用解決方案。

Peak的PrecisionStandard系列氫氣發(fā)生器可提供純度高達(dá)99.9995%的氫氣，適用于GC火焰燃燒檢測器。PrecisionTrace系列氫氣發(fā)生器可提供純度高達(dá)99.99999%的氫氣，可用作載氣，保證穩(wěn)定的基線和結(jié)果的準(zhǔn)確性。

Peak的Precision氮?dú)獍l(fā)生器是氣相色譜用尾吹氣、參比氣等的理想選擇，可同時(shí)為多個(gè)檢測器提供連續(xù)穩(wěn)定的氮?dú)?。PeakPrecision系列氣體發(fā)生器專為GC設(shè)計(jì)PeakPrecision系列發(fā)生器采用可堆疊的模塊化設(shè)計(jì)，除了氮?dú)夂蜌錃猓S多實(shí)驗(yàn)室還會(huì)選擇PrecisionZeroAir零級(jí)空氣發(fā)生器來提供助燃?xì)?，而不?huì)增加發(fā)生器的整體占地面積。對(duì)于沒有壓縮空氣解決方案的實(shí)驗(yàn)室，Precision系列還配有一款空壓機(jī)可供選擇。Precision模塊化的氮?dú)淇瞻l(fā)生器能夠同時(shí)滿足氣相色譜的所有需求。

隨著氦氣供應(yīng)的不穩(wěn)定性對(duì)實(shí)驗(yàn)室工作流程的影響加劇，已有儀器制造商著手設(shè)計(jì)可以使用氫氣和氮?dú)獾膬x器，而不再完全依靠氦氣來完成所有分