中國的“氖氣”戰(zhàn)打贏了！

今年8月，來自安徽的萬瑞冷電成功研制成功的“脫氖裝置”順利通過了國家驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

監(jiān)控系統(tǒng)顯示，裝置所產(chǎn)出的氦氣純度，可以穩(wěn)定保持在99.99997%，核心雜質(zhì)“氖”的含量也控制在了0.3ppm以下。

這組數(shù)據(jù)一出，刷新了國內(nèi)紀(jì)錄的同時(shí)，也直接與國際頂尖水平看齊。

以前對我們國家愛搭不理的供應(yīng)商，現(xiàn)在都開始主動(dòng)來“求”合作了。

由于咱自家氦氣產(chǎn)量少的緣故，以前可沒少向別人求助，只要有氦氣的地方，就有咱們過去買氦氣的身影。

從當(dāng)初拿著錢去各地買氦氣，到如今自己建起了“氦氣工廠”，萬瑞冷電背后又有哪些中國的智慧呢？

說到氦氣，很多人可能覺得很陌生。

但是，生活中其實(shí)經(jīng)?？梢钥吹剿纳碛?。比如小朋友人手一個(gè)可以“飛”的氣球，里面裝的氣體就是氦氣。

工人們在焊接的時(shí)候，氦氣也常常能起到“保護(hù)罩”的作用，主要是為了把空氣擋在外面，同時(shí)，還可以減少金屬被氧化的程度。

那么，氦氣是什么東西呢？

氦氣屬于稀有氣體家族的一種元素，雖然它的原子序數(shù)排在第二位，但實(shí)際上，儲量卻沒有那么多。

同時(shí)，氦氣還擁有另一個(gè)更為寶貴的特性，就是它的獨(dú)特性。

首先，是沸點(diǎn)的問題。

氦氣的沸點(diǎn)低到超乎想象，要想讓它完全液化，沸點(diǎn)必須達(dá)到零下268.9攝氏度。

因此，氦氣成為一種接近完美的超低溫介質(zhì)。

而液態(tài)氦不僅可以使超導(dǎo)磁體正常工作，而且一度成為核磁共振、量子計(jì)算機(jī)、太空望遠(yuǎn)鏡等高端設(shè)備，不可替代的冷卻介質(zhì)。

其次，是氦氣的穩(wěn)定性。

氦氣化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，把它和任何東西放在一起，基本不發(fā)生反應(yīng)。

再加上氦氣本來就具備導(dǎo)熱性、滲透性等，在這些“特點(diǎn)”的加持之下，氦氣一直以來都是高精度工業(yè)中，最完全、最可靠的伙伴。

因此，現(xiàn)在的氦氣早已經(jīng)不是一種簡單的資源，而是成了身份的象征。

也就是說，誰能穩(wěn)定掌握住氦氣資源，誰就能在高科技的競爭中占據(jù)主導(dǎo)地位。

目前，美國的氦氣儲量為206億立方米，占據(jù)全球四成之多。而咱們國家的氦氣儲量就僅僅只有11億立方米，還不足人家的10%。

由于我國氦氣含量僅為0.03%—0.05%，導(dǎo)致我國一直缺“氦”，也就意味著，中國超過90%的氦氣都要依靠進(jìn)口。

直到萬瑞冷電出現(xiàn)之后，這場“工業(yè)劇本”才真正地改變了方向。

該企業(yè)不僅用自己研制的“脫氖裝置”成功產(chǎn)出高純度的氦氣，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了24小時(shí)不間斷地進(jìn)行生產(chǎn)，最終年產(chǎn)量可以達(dá)到40萬立方米。

消息一傳出，國際氦氣市場再也坐不住了。

那么我國為什么決定自己建起“氦氣工廠”呢？

起因是美國、卡塔爾等“氦氣大國”對中國發(fā)起了非?！暗筱@”的資源限制和技術(shù)封鎖。

當(dāng)初，那些中了“基因”彩票的美西方國家，幾乎掌握了氦氣貿(mào)易的絕對話語權(quán)。

那會(huì)兒，氦氣似乎成了“情緒”的產(chǎn)物，想賣的時(shí)候就賣給咱們，不想賣的時(shí)候就搞起了限購。

不但讓咱們的處境十分難堪，也讓氦氣的價(jià)格經(jīng)常出現(xiàn)“身價(jià)”暴漲的現(xiàn)象。

最瘋狂的時(shí)候，氦氣的價(jià)格直接漲了幾倍。

你以為就完了嗎？除了氦氣價(jià)格上漲以外，各種核心設(shè)備和關(guān)鍵技術(shù)，也被列入了對方的禁運(yùn)清單，可以說從各個(gè)角度上對中國進(jìn)行“嚴(yán)防死守”。

那時(shí)候，咱們想要做高端實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，得先考慮氦氣夠不夠用，想要搞個(gè)前沿項(xiàng)目的時(shí)候，得先算算氦氣的成本，日子過得真是相當(dāng)憋屈。

但是中國人有一個(gè)特點(diǎn)，越是被欺負(fù)，就越要爭口氣。

從2019年開始，萬瑞冷電就著手建設(shè)屬于咱們自己的“氦氣工廠”。

在國家的大力支持下，該企業(yè)也給自己立下了決心，不使用任何進(jìn)口設(shè)備、技術(shù)，堅(jiān)持走自主創(chuàng)新之路，從而實(shí)現(xiàn)全部國產(chǎn)化。

但是到了實(shí)戰(zhàn)的時(shí)候，萬瑞冷電的工程師團(tuán)隊(duì)才真正發(fā)現(xiàn)這件事做起來到底有多難。

氦氣提純不是過濾那么簡單，更不是一件可以隨意進(jìn)行的“化學(xué)手術(shù)”。

最難的環(huán)節(jié)就是氦、氖的分離，這兩個(gè)元素在元素表中挨得很近，物理性質(zhì)也十分相似。

把兩者分隔開來，難度不亞于大海撈針。

2019年，萬瑞冷電的工程師團(tuán)隊(duì)決定開始一場沒有退路的持久戰(zhàn)。

經(jīng)過他們堅(jiān)持不懈的努力之后，終于形成了一種特殊的四階耦合工藝，也就是所謂的“四階耦合聯(lián)合法”。

就是用四個(gè)步驟把氦氣過濾出來。

第一步先用催化反應(yīng)，把氫氣這個(gè)“壞分子”給踢出去；

第二步是膜分離，用特制的小孔膜把一些大分子雜質(zhì)過濾掉；

第三步采用變壓吸附法去除甲烷、氮?dú)獾入s質(zhì)。

前面的都不算什么，最難也最關(guān)鍵的就是第四個(gè)步驟：深冷精制。

由于氖和氦這對“好兄弟”在物理性質(zhì)上的相似性，因此，這一步驟，必須在零下243攝氏度的超低溫環(huán)境下進(jìn)行，這樣才可以把氖氣完全“剝離”干凈。

為了攻克這一難關(guān)，萬瑞冷電的工程師們將這把“手術(shù)刀”打磨了六年之久。

但是，功夫不負(fù)有心人。2025年8月，延安傳來了一個(gè)天大的好消息：新裝置工程已經(jīng)通過驗(yàn)收！

一套可以將氖氣雜質(zhì)有效控制在0.3ppm以內(nèi)、穩(wěn)定生產(chǎn)出99.99997%高純度氦氣的設(shè)備就這樣“橫空出世”。

中國人不僅做到了，還能夠?qū)崿F(xiàn)24小時(shí)不停機(jī)循環(huán)生產(chǎn)，年產(chǎn)可輕松達(dá)到40萬立方米。

不但幫我們走出了一條路，而且使中國在氦氣工程化方面有了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。

這也意味著，中國終于擁有了可以打開技術(shù)壟斷之門的“黃金鑰匙”。

然而，光有設(shè)備還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，目前最棘手的問題就是，怎樣把這臺設(shè)備真正地變成一個(gè)產(chǎn)業(yè)？

對于這個(gè)問題，萬瑞冷電很快就作出了回應(yīng)：“正在做！”

到目前為止，該企業(yè)每年能生產(chǎn)400萬立方米的氦氣，所需的設(shè)備也已經(jīng)進(jìn)入批量出口的狀態(tài)。

未來目標(biāo)市場就是中東、中亞等氦氣需求大的地區(qū)。

我國也實(shí)現(xiàn)了由曾經(jīng)到處“求”氦氣，到如今讓國外來找我們買技術(shù)的轉(zhuǎn)變。

這次有關(guān)氦氣的技術(shù)突破，對于我國而言早已不是工業(yè)上的成功，而是戰(zhàn)略上的勝利。

劇情的反轉(zhuǎn)，也給我國的高科技產(chǎn)業(yè)帶來了前所未有的自信。

氦氣的故事，似乎一直都在耳邊輕輕“提醒”我們：真正的強(qiáng)大在于自主研發(fā)以及不斷進(jìn)行的創(chuàng)新。

產(chǎn)業(yè)核心的技術(shù)，從來不是花錢就可以買到的，而是需要依靠自己的智慧和雙手不斷去創(chuàng)新，只有這樣才能夠牢牢地掌握住發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。

隨著氦氣資源不斷被開發(fā)出來，加上提取技術(shù)的普及，還有可循環(huán)利用系統(tǒng)的發(fā)展。

我國完全可以擺脫對外的依賴，依靠自己的力量，真正把控住這條“工業(yè)血液”的命脈。

參考資料：

極目新聞 《全球鬧“氦荒”，這種“黃金氣體”到底金貴在哪》

上觀新聞 《國產(chǎn)率只有20%，我國戰(zhàn)略氣體也被“卡脖子”？院士解讀如何走出困境》

作者：晚晚

編輯：柳葉叨叨