印度新冠疫情進入高峰，大量重症患者急需氧氣救治，然而印度氧氣生産企業産能嚴重不足，造成越來越多人在漫長等待中窒息而亡。

印度氧氣供應不足

氧氣并不稀缺，空氣中有21%是氧氣，這足以滿足我們的需要。但對于肺部嚴重受損的患者來說，他們需要濃度更高的純氧才能維持生命。我們規定醫用級氧氣濃度不低于99.5%，美國USP标準是不低于93%，印度規定在90%~96%之間，要求還是相對寬松的。

純氧是如何制取的？印度氧氣供應短缺到底是成本太高、技術複雜還是别的什麼原因？

學過化學的朋友大多知道電解水能制取氫氣和氧氣，當我們給水通上直流電，電流會将水分子拆開，在電源的正極會産生氧氣，同時在負極會産生氫氣。需要注意的是，用電解法制取氣體需要用直流電，否則氫氣和氧氣會混在一起。

電解水可以獲取氧氣

一般情況下工業制氧不會采用電解法，雖然氧氣純度高，但成本也很高。

如果你坐過飛機，起飛前都能看到美麗的空姐演示氧氣面罩使用方法：當在飛行過程中遭遇機艙失壓時，頭頂上方的氧氣面罩會自動脫落，你稍用力向下拉面罩再戴到頭上，就能呼吸到大約二十分鐘的純氧。有的朋友以為每個座位都配有氧氣罐，其實并不是這樣，它是依靠化學反應産生氧氣的。

飛機上都有氧氣發生器

在飛機座位上方有一套化學制氧機，裡邊主要裝着氯酸鈉（NaClO3）和另一些化合物，當往下拉氧氣面罩時，放熱化學物質混在一起釋放出超過260℃的高溫，氯酸鈉在高溫下分解為氯化鈉（鹽）和氧氣。

2 NaClO3 →2 NaCl 3 O2

這樣子制氧的好處是快，并且不依賴空氣，比較适合用在飛機、潛艇等密閉空間。它的缺點是成本太高，一錘子買賣，隻能用來争取頂多幾十分鐘的時間，不适合給病人維持生命。醫院裡使用的醫用氧氣通常是工業化制取的。

工廠裡灌裝氧氣瓶

工業化制氧說到底就是利用氣體的物理性質将氧氣從空間中分離出來。

大多數物質通常有三種形态：固态、液态和氣态。隻要溫度足夠低，氣體也能變成液體甚至固體。在工廠裡會在冷卻的同時對空氣進行加壓，這樣可以大幅度提高氣體的液化溫度。在一個标準大氣壓下，氧氣的液化溫度是90.2K（開爾文），氮氣是77.4K，而二氧化碳在194.7K時會直接凝華成固體。随着溫度的降低，空氣中少量的水蒸氣和二氧化碳首先被過濾掉，緊接着氧氣也會變成液體被從空氣中分離出來，這個過程被稱為分餾。

分餾法制氧氣示意圖

分餾法可以獲得純度超過99%的氧氣，但這種方法需要一整套複雜的設備，并且冷卻和加壓的過程也比較耗能。印度的制氧工廠大多采用加壓吸附的辦法分離出氧氣。

幹燥空氣中約有78.1%的氮氣和21%的氧氣，其它氣體占比極少。氧氣與氮氣分子大小不一樣，因此可以用過濾的辦法把兩種氣體分開。

沸石是一種鋁矽酸鹽礦物，有“分子海綿”之稱，它既能天然開采也可以人工合成，總體來說成本不高。沸石分子之間結合成一種多孔結構，小分子能夠順利穿過，更大些的分子會被堵截在另一邊。

通過沸石的分子篩分離氧氣

由于無須加壓制冷，也少了複雜昂貴的分餾塔，用沸石進行分子過濾就顯得格外簡單，我們常見的家用制氧機就是用的這種設備。不同的是，工廠化制氧的設備要大許多，産氣量也會更高。

印度氧氣生産被控制在幾家像Inox這樣的大型企業手裡，它們每天能生産幾千噸醫用氧氣，但氧氣制出來後怎麼運輸是個難題；另外數百家作坊式的小工廠也能制取氧氣，這些作坊規模都不大，不足以應對爆發式的需求。

印度制氧作坊

讀到這裡你應該明白了：氧氣在地球上并不是個稀罕東西，提取它的技術也不複雜，隻要你有最基本的工業手段，就能從空氣中分離出足夠多的純氧來滿足病人的需要。前提條件是在疫情爆發後的一年多時間裡你要對它的發展趨勢做出準确判斷，建設足夠多的氧氣工廠、保證電力供應。如果做到了，就能救許多人的性命，否則就隻能指望柴火和恒河水足夠多了。

中國制造的制氧機

上面這套設備外表看起來很簡單，工作原理也不複雜，一小時可以生産幾百立方米的純氧氣。重要的是，它是中國制造的，可靠性有保障。你猜，印度會買嗎？

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