
文章图片

文章图片
【由人工合成,曾经被用于研制核武器,这种气体时时刻刻存在于你的周围】

文章图片

文章图片

北京理工大学讲师 , 应用化学博士
它是由人工合成的气体 , 距今已有百年历史 , 它曾经被用于美国研制核武器的曼哈顿计划 , 也因为优秀的绝缘特性被广泛应用于各种电力设备当中 。 你或许感觉不到它的存在 , 但这种气体确实时时刻刻存在于你的周围 , 它就是隐藏在万家灯火背后的气体——六氟化硫 。
但是很少人知道 , 六氟化硫是一种强烈的温室气体 , 对地球环境有着极大的危害 。
六氟化硫的性质
六氟化硫是一种气体材料 , 最初是1900年法国两位化学家莫瓦桑(Moissan)和勒博(Lebeau)教授用硫在氟气中燃烧获得的 。 它的化学式为SF6 , 在常温常压下是一种无色、无臭、无毒、不燃烧、无腐蚀性的气体 。
SF6是目前已知化学稳定性最好的物质之一 , 在500~600 ℃的温度下不分解 , 和酸、碱、水等均不反应;只有在几千度高压电弧作用下才会分解为硫元素和氟元素的原子气 , 但电弧一旦解除 , 便会在极短的时间内复合成SF6 。
SF6分子模型
来源|图虫创意
SF6具有十分优异的绝缘性能 , 因为它有超越同类气体的强负电性 , 能够轻易吸附电场内的自由离散电子 , 形成具有较大质量的负离子 , 这使得它能有效地降低气体中的电离碰撞 , 实际上就起到了绝缘作用 。
在一般的电场中 , SF6的绝缘强度能达到空气的2倍以上 , 而且随着气压升高 , 绝缘性能也会提升;同时因为SF6气体的稳定性 , 它对电弧也有远超空气的冷却效果 。
其实在实际应用中 , 科学家们发现SF6的绝缘能力能超过空气的百倍 , 也因为这些优异的特性 , SF6在各行业尤其是电力工业中有着极大的用途 。
六氟化硫的应用
目前 , SF6广泛应用于电气、航天航空、化学、物理、气象、激光、医学等领域 。
六氟化硫造影
来源|图虫创意
高纯度的SF6在尖端科研和生产部门中扮演着重要角色 , 被认定为急需的特种气体 。
在军工领域中被用作鱼雷或潜艇推进剂中的蚀刻剂和洁净剂;在微电子工业中用于清洁气体和蚀刻气体;在光导纤维制造中用作隔离层掺杂剂;在合金的冶炼过程中 , 高纯度的SF6及其混合气体可作为保护气体防止合金被氧化;在医疗领域 , SF6可以作为一种安全的造影剂用于超声造影 , 特别是肝脏肿瘤的造影检查 , 一般将SF6经静脉注射 , 而后通过呼吸方式缓慢排除‥‥‥
六氟化硫等离子蚀刻及清洁系统
来源|360图片
而在电力行业中 , SF6因其良好的绝缘性、灭弧性和化学稳定性 , 已成为电气工业中继空气、油之后的第三种绝缘冷却介质 , 被大量应用于电导设备系列 。 目前 , 在中压配电设备中 , 仅仅是使用六氟化硫作为灭弧介质的中压开关柜就有3000万套 。 如气体绝缘全封闭组合电器、断路器、电流互感器、电源开关、封闭式电容器组、变压器、高功率电缆、避雷针等 。
SF6的使用使电力装置可以实现小型化、轻量化 , 节约了材料 , 降低了成本 , 而且确保装置运行的安全性 , 降低了噪声 , 改善了工作环境 。
六氟化硫断路器
来源|360图片
六氟化硫负荷开关
来源|360图片
然而 , 在六氟化硫被发现之初 , 人们并没有意识到这种气体具有的强大的温室效应能力 , 以及其对环境带来的危害 。
六氟化硫的环境危害
随着SF6气体使用量的不断增加 , 大气中SF6的含量持续上升 。 目前 , 全球每年排放的SF6气体总量相当于1.25亿吨二氧化碳(CO2) , 并且还在以每年10%的速度继续增长 。 因此SF6气体在1997 年签订的《京都议定书》中被联合国气候变化公约缔约方列为6 种限制性使用的温室气体之一 , 其可怕的温室效应主要原因包括以下两个方面:
推荐阅读
- 2022年极端高温来袭,但是2023年会更热?太阳活动影响地球温度吗
- 7000年来最强变暖!西伯利亚扛不住了,有两大威胁,人类要警惕下
- 罕见高温入侵全球,美国牛被热死印度鸟被热晕,更极端的还在后面
- 全球极端高温频发,北极冰已化4成,地球对人类的报复或许要来了
- 面对气象史上最热的夏天,美国专家:用核弹爆炸来降温
- 感觉中国越来越热了,这是错觉吗?还真不是
- 这火出圈的热搜,该降降温了
- 北极出现史前生物尸体,对于人类来说不是好事,科学家感到担忧
- 川渝高温只是灾难的开端