1. Khí heli là gì?

Khí heli có tên hóa học là Helium. Nó là một loại khí trơ tồn tại rất nhiều ở trong vũ trụ, tỷ lệ chiếm đến 24% tổng khối lượng của Vũ trụ. 

Nguyên tử khối của Heli là 4, số hiệu nguyên tử của khí là 2. Ký hiệu hóa học trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học của khí Heli là He. 

2. Các tính chất của khí Heli

2.1. Tính chất vật lý

He là một khí trơ mang đặc điểm “4 không”, đó là không có mùi, không có màu, không bắt cháy được và cũng không độc hại. He rất khó hóa lỏng. Khí này có điểm sôi thấp nhất trong tất cả những nguyên tố hóa học. Cũng là khí duy nhất có khả năng đông đặc ở áp suất lớn. Có quá nhiều điều đặc biệt, độc nhất trong tính chất vật lý của khí Heli.

Khả năng Heli có thể khuếch tán rất tốt qua chất rắn. Về khối lượng, nó nhẹ hơn rất nhiều so với khí argon và không khí. 

2.2. Tính chất hóa học

Khí Helium vốn là một loại khí đơn nguyên tử. Tính chất hóa học của nó gần như trơ. Vậy nên người ta còn gọi Heli là một khí trơ và được ứng dụng trong công nghệ bảo vệ Hàn. Cũng vì tính chất trơ về mặt hóa học cho nên khí này không hề gây hại cho bất cứ sinh vật nào trên Trái Đất hay trong vũ trụ.

Với thông tin khái quát được khí heli là gì, có đặc điểm, tính chất gì cho thấy khí này rất đặc biệt. Vậy những thông tin xoay quanh nó liệu có đưa bạn đi từ bất ngờ này đến bất ngờ khác hay không. Tiếp tục khám phá thêm nhiều thông tin về khí heli để hiểu biết về khí này đầy đủ nhất. 

3. Nguồn gốc của Khí Heli

Sự có mặt lần đầu tiên của khí heli là ở các giếng dầu, trong đá sâu bên trong lòng đất. Thế nhưng khi ấy vẫn còn là thuở sơ khai, người ta chưa có cách nào “chế biến” được khí Heli để ứng dụng hiệu quả nhất. Do đó, lúc này nó mới được ứng dụng duy nhất vào khinh khí cầu. 

Những năm về sau, Hoa Kỳ đã bắt tay vào triển khai hoạt động khai thác, chế tạo khí Heli quy mô và trở thành một trung tâm xử lý khí này lớn hàng đầu thế giới. Do chi phí phục vụ hoạt động rất lớn nên chỉ hoạt động được một thời gian, trung tâm đã phải đóng cửa. Dù vậy, trung tâm đã mở ra một nền công nghiệp mạnh mẽ trong hoạt động khai thác khí Heli trên quy mô toàn cầu. Tại những nước có nguồn khí này dồi dào đều ra sức đẩy mạnh hoạt động khai thác như Mỹ, Qatar, Nga. 

4. Tạo khí heli như thế nào?

Heli là một khí tự nhiên nhưng hòa lẫn vào không khí nên để lấy được khí nguyên chất cần phải thực hiện thêm các công đoạn khác. Thực hiện bóc tách và chiết nạp là cách tạo khí heli cơ bản. Việc điều chí khí Heli từ thiên nhiên chính là cách tốt nhất mang đem lại sự hiệu quả và an toàn.

Cần trải qua hai giai đoạn để tạo được khí Heli.

Giai đoạn 1: 

Tiến hành làm ngưng tụ khí tự nhiên ở nhiệt độ thấp nhất. Khi đó các khí sẽ hóa lỏng. Đồng thời khí heli sẽ ở trạng thái chất khí đậm đặc, rất dễ dàng để tách và thu lấy khoảng 80%. 

Giai đoạn 2: 

Thực hiện tinh chế, công việc cần làm là loại bỏ tạp chất của hỗn hợp khí thu được từ giai đoạn 1. Các chất này bao gồm: Nitơ, Metan, Hydro, … Tiếp theo lọc tiếp để lấy khí Heli, đạt được chất lượng thu khí 90%.

Về bản chất, phương pháp này được làm dựa trên nguyên tắc tách các chất qua mức độ hóa lỏng của từng chất. Chất có khả năng dễ hóa lỏng sẽ được tách ra trước và được loại bỏ trước. Lọc trong hỗn hợp chứa nhiều loại khí như thế quả thực là một quá trình khá phức tạp, mất nhiều thời gian và chi phí. Trong khí hàm lượng ở trong không khí của heli lại khá thấp nên phương pháp này cũng không được lựa chọn sử dụng nhiều. Đa phần người ta sử dụng cách này để tạo khí oxy và nito. 

5. Những ứng dụng phổ biến của khí Heli

Khí Heli có rất nhiều ứng dụng tuyệt vời trong cuộc sống. Để biết cụ thể những ứng dụng này là gì, hãy đọc tiếp bài viết này nhé.

5.1. Sản xuất cáp quang - ứng dụng quan trọng của heli trong cuộc sống số

Cuộc sống và thói quen của chúng ta hiện nay gắn liền hàng ngày, hàng giờ với mạng internet. Vậy bạn có tò mò làm sao chúng ta có internet để sử dụng hay không? 

internet được dẫn truyền thông qua các sợi cáp quang. Những sợi này phải được sản xuất ở bên trong môi trường của khí heli tinh khiết để đảm bảo các bong bóng khí sẽ không bị mắc kẹt trong sợi, làm đường truyền bị tắc nghẽn, ảnh hưởng tới quá trình truyền mạng. 

5.2. Heli dùng sản xuất ra các chất bán dẫn

các chất bán dẫn được làm từ khí heli đó là chất làm mát chuyên dụng hay khí pha loãng để khắc plasma. Ngoài ra, khí heli cũng được sử dụng vào các quá trình cần có sự lắng đọng, làm máy chuyên đo, dò sự rò rỉ. 

5.3. Ứng dụng đối với ngành hàng không vũ trụ

Heli lỏng sử dụng làm khí nén đối với các nhiên liệu ở thể lỏng, phục vụ cho tên lửa. Không những thế, nó còn được dùng làm sạch bể chứa. Tính trơ của khí đem đến tác dụng này rất tốt.

5.4. Khí heli được ứng dụng trong ngành khoa học

 Người ta dùng khí này phục vụ sự hoạt động của các máy gia tốc hadron và hạt lớn. Tại các lò phản ứng hạt nhân, khí heli sẽ được truyền vào lõi thông qua tuabin, sau đó tạo ra nhiệt để lò hoạt động đúng bản chất, khả năng của nó.

5.5. Ứng dụng của heli ở nhiều ngành nghề khác

Còn rất nhiều ứng dụng của khí heli cực kỳ điển hình trong các phương diện quan trọng, phổ biến của đời sống. Sau những ứng dụng vừa nêu trên, khí heli còn được dùng làm bình khí cho người thợ lặn có đủ khí thở ở dưới nước hàng giờ đồng hồ. Bình khí này chứa hỗn hợp gồm 80% là khí heli với số còn lại là khí oxy. Nước là một môi trường có áp suất cao, vì vậy việc bổ sung thêm rất nhiều khí heli sẽ làm cho việc thở trong không khí dễ chịu hơn. 

Ở ngành y tế, người ta lại càng cần tới khí heli phục vụ cho nhu cầu chữa trị cho người bệnh bị gặp các vấn đề về hô hấp như bệnh khí phế thũng, hen suyễn, … Nó giúp điều trị bệnh nhanh hiệu quả hơn nhiều lần so với việc chỉ sử dụng khí oxy. 

Với ngành cơ khí, heli được ứng dụng nhiều tại lĩnh vực luyện kim, hàn. Ứng dụng này được tận dụng do heli không bắt lửa, khả năng tản nhiệt cực kỳ nhanh. Vậy nên nó là thành phần quan trọng trong tấm chắn khi luyện kim, kết hợp cùng với khí Nitơ và Argon. Khi hàn hồ quang, heli sẽ làm dịu mát các nam châm, giúp việc luyện kim đạt tới hiệu quả như mong muốn. Tương tự khả năng tuyệt vời của nó cũng được phát huy rất rõ trong công nghệ hàn. Khí heli nhờ mang tính dẫn nhiệt cao mà bảo các chi tiết hàn tốt hơn khí Argon.

Heli còn dùng để phát hiện sự rò rỉ của khí trong những hệ nơi có sử dụng khí như điều hòa trên xe, trên tàu thuyền, trong các cuộc thử nghiệm chân không. Hoạt động vui chơi giải trí cũng sử dụng khí heli mà chúng ta đều quen thuộc với sự đóng góp của khí này. Đó là dùng để bơm bóng bay, bơm khinh khí cầu, hoặc dùng trong các trò đổi giọng nói. 

Bạn thấy đấy, heli có quá nhiều ứng dụng. Ứng dụng nào cũng nó cũng quan trọng đối với đời sống của chúng ta hôm nay. Những chia sẻ ở trên chưa hoàn toàn nêu hết các giá trị ứng dụng mà heli mang đến. Trong mỗi một ngành, người ta lại nghiên cứu để tìm ra sự liên quan, khả năng tác động hữu ích của khí này và tận dụng chúng phục vụ cho hoạt động. Tất cả đều nhờ vào sự nắm bắt chắc chắn khí heli là gì và hiểu rõ bản chất, các tính chất của nó.