Helium: นวัตกรรมก๊าซหายากของอนาคตที่ขับเคลื่อนอุตสาหกรรมการบินและการแพทย์!!

ฮีเลียม (Helium) เป็นธาตุเคมีที่มีหมายเลขอะตอม 2 ในตารางธาตุ ถูกจัดอยู่ในกลุ่มก๊าซมีตระกูล (noble gases) และเป็นก๊าซที่ไม่มีสี ไม่มีกลิ่นและไม่มีรสชาติ หนึ่งในคุณสมบัติที่โดดเด่นที่สุดของฮีเลียมคือความสามารถในการนำความร้อนได้ดีเยี่ยม ทำให้มันถูกนำมาใช้ในหลากหลายอุตสาหกรรม
ในฐานะผู้เชี่ยวชาญด้านวัสดุพลังงานดิบ ผมมักได้รับคำถามว่า “ฮีเลียมมีประโยชน์อะไร?” คำตอบง่ายๆคือ ฮีเลียมมีความสำคัญอย่างมากต่อหลายอุตสาหกรรม และอนาคตของมันดูสดใสยิ่งกว่าดวงอาทิตย์
คุณสมบัติพิเศษของฮีเลียม
ฮีเลียมมีคุณสมบัติที่โดดเด่นหลายประการที่ทำให้มันเป็นวัสดุที่มีค่า:
- ความหนาแน่นต่ำ: ฮีเลียมเป็นก๊าซที่มีความหนาแน่นน้อยที่สุดในบรรดาธาตุทั้งหมด ทำให้มันลอยตัวได้
- จุดเยือกแข็งและจุดเดือดต่ำ: คุณสมบัติพิเศษนี้ทำให้ฮีเลียมเหมาะสำหรับการใช้เป็นสารทำความเย็นในอุณหภูมิต่ำสุด
- ความเฉื่อยทางเคมีสูง: ฮีเลียมไม่ทำปฏิกิริยากับสารอื่นๆ ทำให้มันปลอดภัยและสามารถใช้ในกระบวนการที่ต้องการความบริสุทธิ์
- การนำความร้อนดีเยี่ยม: ฮีเลียมสามารถนำความร้อนได้อย่างรวดเร็ว ทำให้มันเหมาะสำหรับการใช้งานในระบบทำความเย็น
การใช้งานฮีเลียม
ฮีเลียมมีบทบาทสำคัญในหลายอุตสาหกรรม:
1. อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ:
- ฮีเลียมใช้ในการสร้าง “บอลลูน” และ “飛艇” ที่ลอยได้
- นอกจากนี้ยังใช้เป็นก๊าซในการเติมลมยางในยานอวกาศเพื่อช่วยลดน้ำหนัก
2. อุตสาหกรรมการแพทย์:
- ฮีเลียมใช้เป็นส่วนประกอบของ “gas mixtures” ที่ใช้ในการผ่าตัดและรักษาผู้ป่วยที่มีปัญหาทางเดินหายใจ
- ฮีเลียมยังใช้ใน “MRI” (Magnetic Resonance Imaging) เพื่อช่วยให้ภาพมีความชัดเจน
3. อุตสาหกรรมการผลิต:
- ฮีเลียมใช้ในการเชื่อมโลหะ (welding) และตัดโลหะ (cutting) เนื่องจากมันสามารถสร้างอุณหภูมิสูงได้
- ฮีเลียมยังใช้ในกระบวนการ “leak detection” เพื่อค้นหาจุดรั่วซึมในระบบ
4. อุตสาหกรรมวิจัย:
- ฮีเลียมใช้เป็นสารทำความเย็นในการวิจัยทางด้านฟิสิกส์และเคมี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการทดลองที่ต้องการอุณหภูมิต่ำมาก
- ฮีเลียมยังใช้ในการศึกษาเกี่ยวกับ “superconductivity” (การนำไฟฟ้าแบบเหนือระดับ)
การผลิตฮีเลียม
ฮีเลียมเป็นก๊าซหายากที่พบได้ตามธรรมชาติในปริมาณน้อยมาก โดยทั่วไปแล้ว ฮีเลียมจะถูกสกัดจากแหล่งก๊าซธรรมชาติ
ขั้นตอนการสกัด:
-
สกัดก๊าซธรรมชาติจากบ่อ
-
แยกฮีเลียมออกจากก๊าซธรรมชาติอื่นๆ โดยใช้กระบวนการ “cryogenic distillation” ซึ่งอาศัยความแตกต่างของจุดเดือดของก๊าซแต่ละชนิด
-
บริสุทธิ์ฮีเลียม
-
บรรจุและจัดส่ง
ความท้าทายในอนาคต
แม้ว่าฮีเลียมจะมีประโยชน์มากมาย แต่การสกัดและผลิตฮีเลียมก็มีความท้าทาย:
- ความหายาก: ฮีเลียมเป็นก๊าซที่พบได้น้อยมากในธรรมชาติ
- ต้นทุนสูง: กระบวนการสกัดฮีเลียมค่อนข้างซับซ้อนและมีต้นทุนสูง
สรุป
ฮีเลียม เป็นก๊าซที่มีคุณสมบัติพิเศษ และมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อหลายอุตสาหกรรม ในอนาคต คาดว่าความต้องการฮีเลียมจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากการเติบโตของอุตสาหกรรมที่ใช้ฮีเลียมเป็นวัตถุดิบ
การพัฒนาวิธีการสกัดและผลิตฮีเลียมที่มีประสิทธิภาพและต้นทุนต่ำจะเป็นปัจจัยสำคัญในการขับเคลื่อนการเจริญเติบโตของอุตสาหกรรมต่างๆ ที่依赖ฮีเลียม