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重要的是，人们今天将重点放在氢上的潜在用来替代天然气加热和发电量是很重要的。它的主要优势被认为是燃烧产品的高热量和“无碳”性质，简单的水。
为了充分利用这两个氢的优势，正在做出重大努力，以大量生产具有成本效益的氢，并尝试设计方法来摆脱简单燃烧的一些缺点，包括：
1650年，首次将稀硫酸倒在铁上，产生一种“轻松照明空气”的气体，并且已经产生了氢。直到1783年，贾克斯·查尔斯（Jax ）才制作了一个足够大的氢气球，足以与他一起飞行36公里，而同事则在550米的高度上飞行，人们意识到氢具有其他用途。但是，随后的三个发现确实开辟了化学使用的可能性。这三个发现是氢化（1897），哈伯氨产生过程（1910）和加氢裂缝（1920）。
如今，氢被认为是一种高质量的产品，其纯度约为99.999％。它的角色非常广泛，本文将介绍其中一些。
炼油厂
氢用于各种氢化硫化（HDS）和炼油厂中的加氢裂缝操作。 HDS是一种催化化学过程，用于从天然气和精制石油产品（例如汽油，喷气燃料，煤油，柴油和燃油）中清除硫。加氢裂缝是在氢和催化剂作用下将重油精炼产物分解为较小的分子（例如柴油或汽油）的过程。
英国炼油厂的总氢生产达到NM3/h，相当于每天超过100,000吨。这个数字可能会继续增加，因为最近禁止船舶使用高硫残留油的立法影响了传统上出售这些重油的市场，并且将重新调整柴油和汽油之间用于运输的市场的平衡。
氨的合成
Haber-是当今产生氨的主要工业方法，该方法在一定温度和压力条件下直接结合了氢和氮的产生氨。氨（NH3）用于生产硝酸铵，这是一种肥料，是许多家用清洁产品的一部分。当前，合成氨是仅次于炼油厂的第二大应用。
简而言之，此过程需要以1：3的比例将氮和氢混合，并将其放置在一定压力和温度下含有催化剂的容器中。最常用的是基于铁的催化剂，以及改进的催化剂，例如K2O，CAO，SIO2和AL2O3。反应通常发生在15-25mpa（150-）和400-500°C之间。混合气体通常通过四个催化床冷却，并在每个冷却床之间冷却，以保持合理的反应平衡常数。每次通过催化剂床，只有约15％的气体转化为氨：去除液体氨，未反应的气体通过压缩机回收。在现代工厂中，总转化率可以达到97％以上。
氨植物通常使用甲烷水蒸气改革（SMR）技术（图1）（注意：不同的国家和地区不同）。随着项目规模更大，它可以发挥比例优势。被公认为世界上最大的单氨基植物位于沙特阿拉伯Al-，每天生产1300吨氢，并由Al 拥有。
图1氨合成过程
减少的金属矿石
氢还用于从矿石（黑色，塞德罗和钨矿）中提取钨。同样的概念也可以用于从黑色铜矿和黑色铜矿（氧化铜，CuO）中生产铜。
用氢直接降低铁（DRI）是一种未被广泛使用的方法，其优势是，高炉气体（BFG）主要由水蒸气和氮组成，只有少量的二氧化碳。由瑞典钢铁行业联合会（SSAB）经营的瑞典钢厂计划使用称为工艺建造DRI测试工厂。如果飞行员成功，预计将在2025年扩大到500,000吨/年的演示能力，并且计划在2035年完成整个示范项目。
从理论上讲，氢还可以用作生产金，金和铂等金属的还原剂，但尚不适合商业目的。
盐酸的产生
盐酸（HCL）的大规模生产几乎总是与其他化学物质的工业规模生产结合在一起，并且可以被视为变相的副产品。但是，纯氯可以直接与氢结合，并直接在紫外线下产生氯化氢。这是一个高度放热的反应，很少用于氯化氢的商业生产。
氢化剂
氢用于将不饱和脂肪转化为饱和油和脂肪。例如，食品行业使用氢来制造氢化植物油，例如人造黄油和黄油。
饱和油和脂肪的氢化是一个间歇性的过程，发生在加热水箱中（见图2）。将油（例如葵花籽或橄榄油）泵入加热压力容器中，并在加热时保持真空以抑制氧化。将温度提高到140-250°C，并搅拌混合物以确保温度均匀。将镍催化剂与少量油混合的镍催化剂泵入反应容器中，然后将氢喂入氢，这将使压力达到2.7-4 barg。氢化反应是一个放热反应，因此除去外部加热并进行冷却，并剧烈搅拌以确保温度保持在70-80°C的范围内。 40-60分钟后，将氢化油混合物泵出以形成浆液，并在滤波器中除去催化剂固体。冷却至室温可以巩固氢化油。
图2反应容器
原子氢焊接
原子氢焊接（AHW）是在两个金属钨电极之间在氢气中的两种金属钨电极之间进行弧形焊接的过程，可用于焊接难治金属和钨。
氢作为冷却剂
许多现代的大发电机用氢作为转子冷却剂，压力约为4条。优点是：
作为搜索气体
由于氢与过去使用的基于CCLF3的气体的环境影响较小，因此许多制造商使用氢来检查泄漏。氢可以单独使用或与其他元素一起使用。
甲醇生产
甲醇可以用氧化铝和氧化锌涂有氧化铝颗粒催化剂的固定床反应器中的合核（一氧化碳和氢）产生。甲醇也可以通过氢和二氧化碳的直接组合来制备：近年来，这种反应引起了人们的关注，因为它提供了将大气中二氧化碳转化为化石燃料的可能性。
挑战在于该过程的热力学效率（如何使最终甲醇中的有用能量超过产生甲醇所需的总过程能量）。大多数工作都集中在寻找良好的催化剂上，以便在高度选择性条件下以有效的速度生产甲醇。 US4研究人员发现，在多孔支撑材料上分散钯和铜的结合可以产生最有效的转化率，以增加催化剂表面积。具有内部表面区域的核桃大小的催化剂颗粒，类似于足球场。
在此过程中，将氢和二氧化碳泵入配备催化剂并加热至180-250°C的反应容器的密封室。二氧化碳对甲醇的最大转化率约为24％。回收了未转化的二氧化碳和氢，并将其返回到容器中。目前尚无有关该过程总体热力学效率的报告。
制造过氧化氢
过氧化氢是用于临床和医院的常规常规杀菌剂。它是强大的氧化剂，特别适合清洁伤口，切口和其他部位受损的组织。它也用于漂白头发，变白并从衣服上去除污渍。在研究中，H2O2还用于检测酶（例如过氧化氢酶）的抗氧化能力。
过氧化氢通常处于多步，能源密集型制造过程中，需要大规模生产，并以高度浓缩的形式运输和存储。制造过程涉及使用蒽醌（Q）作为氢载体在大气中与O2反应。第一步是氢化，在钯催化条件下氢与蒽醌之间的反应产生H2Q。在第二步中，将钯催化剂从溶液中滤出。接下来，通过将空气吹入溶液中以形成H2O2并释放蒽醌，将溶液氧化。最后，在液 - 液体提取柱中除去过氧化氢，并通过真空蒸馏浓缩。
最近，英国和美国的研究人员开发了一种按需生产过氧化氢的方法，该方法允许在现场以少量的氢和氧气直接生产稀释的过氧化氢。这可以使进入世界欠发达的地区更容易，在那里可以使用它来净化水。包含钯和其他六个元素的双金属化合物可以有效地催化氧气的氢化形成过氧化氢。
作为还原剂
氢是氧化还原反应中的关键要素。例如，它用于制造扁平玻璃，以防止氧化物（SNO）的形成。
化学分析
氢用于各种化学分析方法。这些方法包括原子吸收光谱，其中氢被用作燃料在产生中性原子时产生热量。
气相色谱
氢是可以用作气相色谱中的相结合气体的气体之一，以分离挥发性物质。
气象气球
由于氢比其他气体更轻，因此气象学家仍将其用于高动气球。
能源载体
氢不是能源，而是以可用形式存储并提供能量。除了加热和CHP外，它还用作氢燃料电池的燃料，并用于汽车，火车，船只和自行车等运输工具。 |
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