Come si ottiene il gas elio?
Il gas elio è abbondante nello spazio – è un sottoprodotto delle reazioni di fusione che si verificano all’interno delle stelle. Tuttavia, il gas elio che possiamo trovare sulla terra, che viene poi immagazzinato in serbatoi di gas elio per l’utilizzo in molte applicazioni critiche, è limitato. Questo tipo di gas elio, denominato helum-4, viene prodotto naturalmente sottoterra attraverso la decomposizione radioattiva e il decadimento di alcuni elementi come l’uranio e il torio. Il risultato di questa reazione sono particelle alfa contenenti due neutroni e protoni., Questi piccoli frammenti poi raccolgono elettroni dai loro dintorni e formano elio, che in seguito si fa strada attraverso la crosta della terra e tutta la strada fino allo spazio.
Fortunatamente per noi, parte dell’elio-4 viene intrappolato e si mescola con il gas naturale trovato sotto gli strati sotto la superficie terrestre. L’elio-4 viene quindi estratto dal terreno con pozzi perforati per rilasciarlo. La quantità di gas elio che può essere trovata nel gas naturale varia da quasi trascurabile al 4% del suo volume., Il gas naturale contenente elio-4 subisce quindi un processo di distillazione criogenica per ottenere le particelle di elio. Una volta separato dal gas naturale, l’elio-4 passa attraverso un altro processo di raffinazione dopo di che viene portato a 99,99+% di purezza per la vendita sul mercato.
Riserve di gas di elio e supply-chain
La domanda globale di elio continua ad aumentare, causando gravi preoccupazioni per la risorsa limitata di gas di elio, rendendo così fragile la catena di approvvigionamento., Il problema con l’estrazione di gas elio è che non molti campi di gas naturale hanno alte concentrazioni di gas elio e estrazione di elio da tali campi sarebbe troppo costoso per i livelli magri di gas ottenuti. Secondo Gas World, il 75% dell’elio globale consumato a livello globale è in gran parte limitato a tre località: Ras Laffan Industrial City in Qatar, ExxonMobil nel Wyoming e la National Helium Reserve in Texas.,
Come un’altra opzione per l’approvvigionamento di elio tra le paure sulla sua scarsità, alcuni ricercatori hanno suggerito di produrre elio attraverso l’aria liquefatta, ma la spesa dietro la produzione per l’elio prodotto non sarebbe fattibile, poiché la quantità di elio contenuta nell’aria è troppo bassa.
Alternative al gas elio per la gascromatografia
Allora perché l’elio è così prezioso? Tutto dipende dalle caratteristiche uniche del gas elio che rendono il gas così prezioso per una varietà di applicazioni in tutti i settori., Tuttavia, a causa dell’incertezza sulla futura fornitura di gas elio e dell’inevitabile inflazione dei costi coinvolti, molte industrie ricorrono ad altre fonti per le loro applicazioni.
La gascromatografia è una di tali applicazioni che utilizzano altri gas come gas vettore invece dell’elio. Sebbene la scelta del gas vettore dipenda dal contenuto del campione, il gas idrogeno è uno dei principali contendenti come sostituto dell’elio. Avendo viscosità molto bassa, il gas idrogeno può fornire il più alto tasso di mobilità di tutti i gas portanti, riducendo il tempo per l’analisi del campione.,
I benefici del risparmio sui costi sono anche un altro fattore da considerare quando si opta per un’alternativa al gas vettore. L’idrogeno gassoso, a differenza dell’elio, può essere prodotto in loco attraverso l’elettrolisi dell’acqua deionizzata utilizzando un generatore di idrogeno, fornendo la purezza richiesta per un’analisi efficiente., Invece di immagazzinare elio o gas idrogeno in bombole, l’idrogeno può essere raggiunto su richiesta con un generatore di idrogeno, assicurando che il gas idrogeno generato corrisponda alla quantità richiesta per l’applicazione e che nessun gas in eccesso debba essere ordinato in anticipo.
La sicurezza del gas idrogeno è spesso una preoccupazione per i ricercatori che cercano un’alternativa al gas vettore. Le bombole di gas pressurizzate, sia per idrogeno che per elio, possono rappresentare una minaccia per la sicurezza a causa dell’elevato volume di gas immagazzinato in un serbatoio di idrogeno o elio., Tuttavia, queste preoccupazioni sono mitigate dal basso volume di gas immagazzinato e dalla robusta tecnologia di sicurezza dei generatori di idrogeno in loco. Al giorno d’oggi, i generatori di idrogeno interni sono dotati di rilevatori di sicurezza che garantiscono l’arresto del sistema in caso di perdite e la riduzione dei rischi al minimo.
Con crescenti timori per la scarsità di risorse per l’estrazione di gas elio e un prezzo che è destinato a salire, laboratori stanno ricorrendo ad altre opzioni per la loro scelta di gas vettore., I generatori di idrogeno sono spesso la scelta migliore per la gascromatografia, offrendo un flusso di gas affidabile e sicuro.
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