هیدروژن (با نماد شیمیایی H) سادهترین و فراوانترین عنصر در جهان است. این عنصر در حالت استاندارد به شکل گاز دو اتمی H2، بیرنگ، بیبو، بیمزه و بسیار قابل احتراق وجود دارد. کاربردهای هیدروژن در صنایع مختلف به دلیل ویژگیهای منحصر به فردش، بسیار گستردهای است.
خواص فیزیکی و شیمیایی
ویژگی
مقدار/توضیحات
نماد شیمیایی
H
عدد اتمی
1
جرم اتمی
1.008 u
گروه
1 (فلز قلیایی)
دوره
1
حالت فیزیکی در دمای اتاق
گاز
رنگ
بیرنگ
بو
بیبو
مزه
بیمزه
چگالی
0.0899 گرم بر لیتر (کمترین چگالی از بین همه عناصر)
نقطه ذوب
-259.14 درجه سانتیگراد
نقطه جوش
-252.87 درجه سانتیگراد
ایزوتوپهای پایدار
پروتیوم (H-1)، دوتریوم (H-2)، تریتیوم (H-3)
الکترونگاتیوی
2.20 (در مقیاس پاولینگ)
ظرفیت یونیزاسیون
13.6 الکترون ولت
ویژگیهای کلیدی هیدروژن
سبکترین عنصر: هیدروژن سبکترین عنصر در جدول تناوبی است و به همین دلیل در بسیاری از کاربردها به عنوان یک حامل انرژی سبک و کارآمد استفاده میشود.
فراوانترین عنصر: هیدروژن به صورت آزاد در طبیعت به مقدار کم یافت میشود، اما به صورت ترکیبی در آب و بسیاری از ترکیبات آلی فراوان است.
ایزوتوپها: هیدروژن سه ایزوتوپ پایدار دارد که پروتیوم رایجترین آنها است. دوتریوم و تریتیوم کاربردهای خاصی در زمینههای هستهای دارند.
سوخت پاک: هیدروژن به عنوان یک سوخت پاک و بدون کربن شناخته میشود و در پیلهای سوختی و موتورهای احتراقی کاربرد دارد.
واکنشپذیری بالا: هیدروژن با بسیاری از عناصر واکنش نشان میدهد و ترکیبات متنوعی را تشکیل میدهد.
کاربرد در صنایع مختلف: هیدروژن در صنایع پتروشیمی، تولید آمونیاک، هیدروژناسیون روغنها و بسیاری از صنایع دیگر کاربرد دارد.
کاربردهای هیدروژن
هیدروژن به عنوان سادهترین و فراوانترین عنصر در جهان، نقش بسیار مهمی در صنایع مختلف ایفا میکند. با توجه به اهمیت روزافزون انرژیهای پاک و کاهش آلودگی محیط زیست، کاربردهای هیدروژن بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. اصلی ترین کاربردهای هیدروژن عبارتند از:
کاربردهای هیدروژن در صنعت انرژی
سوخت پاک برای وسایل نقلیه: هیدروژن به عنوان سوخت در پیلهای سوختی خودروها و سایر وسایل نقلیه استفاده میشود. در این فرایند، هیدروژن با اکسیژن ترکیب شده و انرژی الکتریکی تولید میکند و تنها محصول جانبی آن آب است.
تولید برق: از هیدروژن میتوان برای تولید برق در نیروگاههای تولید برق استفاده کرد. این روش به ویژه برای ذخیره انرژیهای تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی و بادی بسیار مفید است.
صنعت هوافضا: هیدروژن به دلیل چگالی انرژی بالا و قابلیت احتراق تمیز، به عنوان سوخت در موشکها و ماهوارهها استفاده میشود.
کاربردهای هیدروژن صنایع شیمیایی
تولید آمونیاک: هیدروژن در فرایند تولید آمونیاک که برای ساخت کودهای شیمیایی استفاده میشود، نقش اساسی دارد.
تولید متانول: هیدروژن در تولید متانول که یک ماده شیمیایی مهم در صنایع مختلف است، به کار میرود.
هیدروژناسیون روغنها: هیدروژن برای تبدیل روغنهای مایع به جامد (مانند مارگارین) مورد استفاده قرار میگیرد.
پالایش نفت: هیدروژن در فرآیند پالایش نفت برای حذف گوگرد و سایر ناخالصیها از سوختها استفاده میشود.
کاربردهای هیدروژن در صنایع دیگر
صنعت غذایی: از هیدروژن برای هیدروژنه کردن روغنهای گیاهی و تولید مارگارین استفاده میشود.
صنعت الکترونیک: هیدروژن در تولید نیمهرساناها و صفحههای نمایش استفاده میشود. : هیدروژن به دلیل هدایت حرارتی بالا، به عنوان خنککننده در برخی از تجهیزات الکترونیکی استفاده میشود.
جوشکاری و برش فلزات: از هیدروژن به عنوان گاز محافظ در جوشکاری و برش فلزات استفاده میشود.
بالونهای هواشناسی: از هیدروژن به عنوان گاز پرکننده در بالونهای هواشناسی استفاده میشد، اما به دلیل خطر انفجار، امروزه بیشتر از هلیوم استفاده میشود.
مزایای استفاده از هیدروژن
انرژی پاک: هیدروژن به عنوان یک حامل انرژی، میتواند انرژیهای تجدیدپذیر را ذخیره کرده و به صورت پاک به مصرف برساند.
چگالی انرژی بالا: هیدروژن دارای چگالی انرژی بالایی است و به همین دلیل میتواند انرژی زیادی را در حجم کم ذخیره کند.
کاهش آلودگی: استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت، باعث کاهش چشمگیر انتشار آلایندهها و گازهای گلخانهای میشود.
کاربردهای متنوع: هیدروژن کاربردهای بسیار متنوعی در صنایع مختلف دارد.
چالشهای پیش رو
تولید هیدروژن: تولید هیدروژن با روشهای فعلی، به ویژه روشهای مبتنی بر سوختهای فسیلی، هزینهبر و همراه با انتشار گازهای گلخانهای است.
ذخیرهسازی و حملونقل: ذخیرهسازی و حملونقل هیدروژن به دلیل ویژگیهای فیزیکی آن، چالشهای فنی و اقتصادی ایجاد میکند.
ایمنی: هیدروژن گازی بسیار قابل اشتعال است و باید در هنگام استفاده از آن نکات ایمنی به دقت رعایت شود.
آینده هیدروژن
با توجه به افزایش تقاضا برای انرژی پاک و کاهش آلودگی هوا، انتظار میرود که کاربردهای هیدروژن در آینده افزایش یابد. تحقیقات گستردهای برای بهبود روشهای تولید، ذخیره و استفاده از هیدروژن در حال انجام است.
منابع خرید گاز هیدروژن
1. شرکتهای گاز: بسیاری از شرکتهای گاز در ایران، گاز هیدروژن را به صورت عمده و جزئی به مشتریان صنعتی و آزمایشگاهی میفروشند. برای یافتن لیست شرکتهای گاز در منطقه خود، میتوانید به وب سایت شرکت ملی گاز ایران مراجعه کنید.
2. شرکتهای تولید و توزیع کننده گازهای صنعتی: شرکت سپهر گاز کاویان – دارنده گواهینامه ISO17025، آزمایشگاه مرجع اداره استاندارد، مجهز به آزمایشگاه کالیبراسیون و آزمایشگاه آزمون – یکی از مراکز معتبر فروش گاز هیدروژن و سایر گازهای خالص و ترکیبی به همراه سرتیفیکیت معتبر می باشد. گاز هیدروژن در سپهر گاز کاویان مطابق جدول زیر به فروش می رسد:
نام گاز
درصد خلوص
حجم lit
فشار (بار) / مقدار گاز (کیلوگرم)
هیدروژن داخلی
99.999Mol%
50
(130+10%) Bar
هیدروژن داخلی
99.9992 Mol%
50
(130+10%) Bar
هیدروژن GC
99.9995 Mol%
50
(130+10%) Bar
هیدروژن
99.9999 Mol%
50
(130+10%) Bar
جهت استعلام قیمت و خرید گاز برای انواع کاربردهای هیدروژن، با کارشناسان سپهر گاز کاویان تماسحاصل فرمایید.
3. تجهیزات آزمایشگاهی: برخی از شرکتهای تجهیزات آزمایشگاهی نیز گاز هیدروژن را در حجمهای کوچک به آزمایشگاهها و مراکز تحقیقاتی میفروشند.
4. تولیدکنندگان صنعتی: برخی از تولیدکنندگان صنعتی که از گاز هیدروژن در فرآیندهای خود استفاده میکنند، ممکن است مازاد خود را به سایر شرکتها بفروشند.