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发布日期：2023-12-14 16:19:00 来源: 本站 阅读量109
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：
废气排放来源｜网络首先，是SF6惊人的全球变暖潜势值。全球变暖潜势值（GWP）是直观比较各种气体对全球温室效应影响力的一个指标，全球变暖潜势指的是在限定的100年时间框架内，不同温室气体产生的温室效应相对于相同效应的二氧化碳的质量，它以1千克CO2产生的温室效应为单位，来对比不同温室气体对环境的影响。科学家检测发现释放1千克SF6相当于释放23900千克的CO2，即SF6的气候变暖威力是CO2的23900倍。2019年，英国广播公司报道指出，虽然CO2是公认的气候变暖的主因之一，但是SF6才是目前人类已知的最可怕的温室气体。仅仅1千克的SF6，对全球气候变暖的助推作用与24个人搭飞机在伦敦与纽约之间来回一趟所排放的CO2相当。
温室气体排放来源｜中国历史网其次，SF6极难被分解，且存在周期可长达三千多年，不断积累，对温室效应也有相当程度的助推作用。由于SF6是人工合成气体，且具有相当稳定的化学性质，因此当它排放到空气中后，极不易与其他物质发生反应。随着不断地在大气中积累，其所带来的温室效应也在持续增强。
温室气体来源｜网络目前，虽然SF6在各行各业应用广泛，作用巨大，但是它也同时对大气环境有着巨大的危害，是当之无愧的“最可怕温室气体”。因而近年来，国际各界上开始关注SF6的排放，各个国家已经出台一些政策来规范SF6的使用，加强对SF6气体的收回和再利用。同时，SF6的一些应用行业已经逐渐进行技术改进或者研究其他替代性气体来减少SF6的使用。但是，SF6在电力电气行业的消耗量依然是一个巨大的数值，而且就当前的研究成果来看，仍没有一种单一气体或者气体混合物能在电力工业领域中全面替代SF6。因此，应对SF6，即六氟化硫的温室效应挑战依旧任重道远。
