Helium-Produktion: Membran löst Kryotechnik ab
Innovatives Verfahren australischer Wissenschaftler ist billiger und benötigt viel weniger Zeit
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So wird Helium von den übrigen Erdgasbestandteilen getrennt (Grafik: uq.edu.au) |
Brisbane (pte003/10.09.2019/06:05) Forscher der University of Queensland (UQ) http://uq.edu.au haben ein neues Membranverfahren zur Gewinnung von Helium entwickelt. Laut Doktorand Abdul Quader ist es erheblich billiger als die bisherige Methode, bei der frisch gefördertes Erdgas so weit abgekühlt wird, dass sich alle Bestandteile verflüssigen. Kryotechnik nennt sich das. Helium, das erst nahe dem absoluten Nullpunkt flüssig wird, bleibt dann als einziges Element gasförmig zurück. Dieses Verfahren ist äußerst energieintensiv und zeitaufwendig.
Porengröße entscheidend
Quader setzt auf eine Trennung mithilfe von Membranen. Deren Porengröße wählt er so, dass allein Helium durchschlüpfen kann. Die Atome dieses Edelgases sind nach denen des Wasserstoffs die kleinsten. Die übrigen Atome und Moleküle, die Erdgas enthalten, sind wesentlich größer und lassen sich also, zumindest theoretisch, leicht voneinander trennen. "Helium ist wegen seiner außergewöhnlichen Eigenschaften äußerst wertvoll", sagt Quader.
Das Gas ist der einzige Stoff, der selbst im Herunterkühlen auf minus 273 Grad Celsius nicht fest wird. Verflüssigt dient es zum Kühlen etwa der Spulen von Magnetresonanztomografen oder von Teilchenbeschleunigern. Taucher, die in große Tiefen vorstoßen, benötigen ein Gemisch aus Sauerstoff, Stickstoff und Helium, um problemlos atmen zu können. Helium wird anstelle des explosiven Wasserstoffs in Luftschiffe und Ballone gefüllt, auch in die, die auf der Kirmes verkauft werden. Außerdem ist das Gas ein wichtiges Hilfsmittel für Schweißer, Installateure und Raketenbauer. Selbst in Festplatten wird es eingesetzt.
Ziel industrielle Produktion
Membranverfahren zum Trennen von Gasen sind weitverbreitet. Das Gemisch wird gegen eine Membran gepresst, die nur Atome oder Moleküle einer bestimmten Größe passieren lässt. Die Kunst, Helium abzutrennen, liegt darin, die optimale Membran zu finden. Daran arbeitet Quader. Die Betreiber der BOC Darwin Helium Plant in Darwin, der einzigen Anlage auf der südlichen Halbkugel zur Produktion von Helium, sind bereits interessiert. Aus vielen australischen Bohrlöchern strömt ein Gemisch aus Erdgas und Helium, das sich mit dem Membranverfahren schneller und billiger gewinnen lässt.
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