工業生産:
* 空気の分数蒸留: これは最も一般的な方法です。空気は冷却され、液化するまで圧縮されます。次に、空気の異なる成分(窒素、酸素、アルゴンなど)は、分数蒸留と呼ばれるプロセスを通じて沸点に基づいて分離されます。これにより、高純度の酸素が生じます。
* 水の電解: この方法では、電気を使用して、水(H₂O)をその成分に分割します:水素(H₂)と酸素(O₂)。この方法は、多くの場合、小規模な酸素産生に使用されます。
* 圧力スイング吸着(PSA): この手法では、空気から窒素を選択的に吸着させ、酸素を残している特殊な材料(ゼオライト)を使用します。この方法は、さまざまな産業用および医療用途向けに現場で酸素を生産するために人気があります。
小規模生産:
* 酸素濃縮器: これらのデバイスはPSAと同様の原則を使用していますが、在宅酸素療法などの小型用途向けに設計されています。それらは、酸素分子が通過できるが他のガスをブロックできるようにする膜を使用して、酸素を周囲空気から分離します。
* 化学反応: 一部の化学物質は、加熱または他の物質と反応すると酸素を放出します。たとえば、塩素酸カリウム(Kclo₃)は、加熱すると塩化カリウム(KCl)および酸素ガスに分解します。ただし、この方法は通常、特定の実験室アプリケーションに使用されます。
その他の方法:
* 藻類: 特定の藻類種は、光合成の副産物として酸素を生成します。この方法は、特に宇宙探査において、再生可能酸素の潜在的な供給源として調査されています。
* 岩からの抽出: 一部の岩には、特定のプロセスで抽出できる酸素が含まれています。
重要な考慮事項:
* 純度: アプリケーションが異なるには、異なるレベルの酸素純度が必要です。たとえば、医療酸素は非常に純粋でなければなりません。
* 安全性: 酸素は非常に反応性のある要素です。特に囲まれたスペースでは、火を燃料とする可能性があるため、注意して処理する必要があります。
純粋な酸素を得るための最良の方法は、特定のニーズとリソースに依存します。純粋な酸素を生産または処理しようとする前に、資格のある専門家と相談することが常に最善です。