氫能如何應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域？

問題描述：氫能如何應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域？

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氫氣是在已知?dú)怏w中最輕的氣體，在常溫常壓下是無色無臭無味的可燃性氣體，在空氣和氧氣中有很寬的可燃范圍。氫氣的燃點(diǎn)較高，但其點(diǎn)火能很小，所以很容易著火，在微小的靜電火花下也容易著火，接觸明火或遇熱時(shí)就可燃燒，發(fā)出幾乎看不見的火焰。氫氣又是一種高能燃料，當(dāng)與空氣或其他氧化劑結(jié)合著火時(shí)，以放熱或爆炸的方式釋放出大量的能量，其反應(yīng)的猛烈程度取決于燃燒的條件。

高純氫氣是指純度等于或高于99.999%的氫氣。高純氫氣在空氣中的可燃限為4.0%～75.0%（V），自燃溫度為571.2℃，相對密度ds（0℃，空氣=1）為0.06960，液體密度70.96kg/m3（-252.8℃，101.3kPa），沸點(diǎn)-252.8℃，熔點(diǎn)-259.2℃。氫分子由兩種同分異構(gòu)體組成，常溫下正仲氫比例為75:25。隨著溫度降低，仲氫比例提高，伴隨著放出轉(zhuǎn)化熱。20.4K時(shí)平衡組成為0.2:99.8。氫氣無毒，但不能維持生命。

高純氫氣應(yīng)用非常廣泛，可用于電子工業(yè)、精細(xì)化工、醫(yī)藥中間體、冶金、食品加工、建材浮法玻璃、航天等領(lǐng)域。

電子工業(yè)是高純氫氣產(chǎn)品的大用戶。在電真空材料如鎢、鉬的生產(chǎn)過程中，用高純氫氣還原氧化物成粉末，再加工成線材或帶材。在半導(dǎo)體行業(yè)，大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路制作過程中，需要使用大量的高純氫氣甚至超高純氫氣作為配置SiH4/H2等混合氣的底氣。在制作電子管的陽極、陰極、柵極等器件時(shí)，必須要用純氫進(jìn)行專門的燒氫處理。非晶硅太陽能電池的主材非晶硅膜制造時(shí)要采用體積分?jǐn)?shù)在99.999%以上的氫和硅烷的混合氣。光導(dǎo)纖維的主要類型是石英玻璃纖，在光纖預(yù)制棒、光纜和光電元器件的制造過程中，均需氫氧焰加熱（1200-1500℃），其對氫氣的純度和潔凈度的要求都很高。

在精細(xì)化工和醫(yī)藥中間體產(chǎn)品制造中，高純氫氣是基本原料之一，氫氣的純度對產(chǎn)品質(zhì)量和能耗影響很大。而在各種使用催化劑的加氫工業(yè)中，氫氣中雜質(zhì)含量的高低決定昂貴的催化劑壽命和產(chǎn)品收率，因而決定產(chǎn)品的成本。

在冶金工業(yè)中，氫氣用作還原劑將金屬氧化物還原成純金屬，如制造鎢、鈦、鈷、鋨、鉭、鋁、鋼、鎳、鉻、硅等高品質(zhì)產(chǎn)品時(shí)需使用高純氫氣。在某些金屬的高溫加工中必須使用氫氣作為保護(hù)氣，如在冷軋硅鋼片生產(chǎn)和銅制品退火中需使用高純氫。

此外，在化工與食品領(lǐng)域，高純氫氣可對人造黃油、食用油、洗發(fā)精、潤滑劑、家庭清潔劑及其它產(chǎn)品中的脂肪氫化；浮法玻璃領(lǐng)域，利用高純氫氣極強(qiáng)的還原性可以去除玻璃高溫加工過程殘余的氧；航天領(lǐng)域，高純氫氣可用作火箭燃料等。

高純氫氣的用途廣泛，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，高純氫氣的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷延伸。另外，除了歐美日等傳統(tǒng)的高純氫氣需求區(qū)域，印度、巴西、俄羅斯等新興國家和地區(qū)的高純氫氣需求量也快速增長。近幾年，全球高純氫氣的市場需求量不斷上升，2017年已超過14億立方米。

進(jìn)入21世紀(jì)以來中國經(jīng)濟(jì)、科技迅速發(fā)展，電子工業(yè)、精細(xì)化工、冶金、食品、浮法玻璃及航天等產(chǎn)業(yè)均為國家大力發(fā)展的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，這些行業(yè)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)決定著高純氫氣市場的需求量。近幾年我國高純氫氣行業(yè)需求量快速增長，2017年需求量已達(dá)到2.58億立方米，預(yù)計(jì)2022年中國高純氫氣需求量就超過4億立方米。我國高純氫氣行業(yè)發(fā)展空間較大。

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領(lǐng)域?qū)＜遥?/span>氫氣和氧氣在能燃燒，生成水，是一種非常干凈的能源。在工業(yè)上可以用于動(dòng)力的產(chǎn)生，驅(qū)動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)。

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