En phase solide (gris), liquide (bleu) et vapeur (blanc) et le long des courbes d'équilibre
Point critique
Point triple
Calculez le volume ou la masse d'une quantité de gaz ou de liquide
Au point d'ébullition à 1,013 bar
dans les conditions standards (1,013 bar, 15°C)
Des exemples d'utilisations de la molécule dans l'industrie et la santé
L'utilisation de l'hydrogène pour produire à bord de l'avion l'électricité nécessaire aux fonctionnements de ses équipements (hors propulsion) est actuellement à l'étude. Des avions ont été équipés et des tests sont en cours.
AéronautiqueSous forme liquide, l'hydrogène est utilisé pour la propulsion des fusées et lanceurs. Combiné à un oxydant, en général l'oxygène liquide, l'hydrogène est le fluide propulseur le plus efficace à ce jour.
SpatialL'hydrogène, via une pile à combustible, est transformé en électricité et en chaleur. Des véhicules électriques, comme par exemple des bus, des voitures et des chariots élévateurs utilisent de l'hydrogène pour produire l'électricité à bord, plutôt que d'utiliser une batterie électrique. La puissance et l'autonomie du véhicule peuvent ainsi être optimisées. L'hydrogène est également nécessaire pour le traitement thermique des métaux utilisés dans la fabrication automobile. Il est un des composants des gaz utilisés pour le soudage plasma ou le soudage à l'arc des aciers inoxydables.
AutomobileL'hydrogène est utilisé pour la synthèse d'amines (par ex. l'aniline) ou d'alcanes (par ex. le cyclohexane) via les réactions d'hydrogénation. L'hydrogène combiné au monoxide de carbone est utilisé pour la production de méthanol, un intérmédiaire chimique important pour la production de matières plastiques et de polymères.
ChimieL'hydrogène est utilisé comme gaz vecteur lors des étapes de dépôt de silicium ou de croissance crystalline. Les opérations de brasage et de recuit des films de cuivre sont réalisés sous atmosphère d'hydrogène. L'emploi d'hydrogène avec des gaz inertes protecteurs (H2 dilué dans de l'azote) permet d'éliminer toute présence d'oxygène, néfaste pour ces procédés à moyenne et haute températures. L'hydrogène fournit une atmosphère réductrice tout en mélangeant des molécules réactives.
Composants électroniquesL'hydrogène est utilisé pour hydrogéner les amines et acides gras et produire des graisses alimentaires solides telles que les margarines.
AlimentaireMélangé à l'azote, l'hydrogène crée une atmosphère réductrice au-dessus du bain d'étain empêchant l'oxygène de réagir avec celui-ci, lors de la production de verre. L'hydrogène est utilisé dans le traitement thermique (flamme oxy-hydrogène) du verre creux et des préformes en fibre optique.
VerreL'hydrogène est un gaz vecteur utilisé en chromatographie en phase gazeuse et dans divers procédés analytiques pour transporter la substance à analyser.
Laboratoires et Centre de RechercheL'emploi d'hydrogène avec des gaz inertes protecteurs (H2 dilué dans de l'azote) permet d'éliminer toute présence d'oxygène, néfaste pour les procédés à moyenne et haute températures. L'hydrogène, mélangé avec de l'azote est utilisé dans différents procédés de traitement thermique. Le traitement thermique consiste en une série d'opérations visant à améliorer les propriétés mécaniques et métallurgiques des métaux (bobines, tubes ou tôles), grâce à la modification de leur structure ou de leur composition chimique. L'hydrogène est aussi utilisé dans des mélanges de gaz pour la soudure à l'arc et plasma d'acier inoxydable.
Fonderie métalliqueLa désulfuration est un procédé qui consiste à réduire la teneur en soufre des carburants à l’aide d'hydrogène gazeux, afin de diminuer les émissions d'oxyde de soufre responsables des pluies acides. L'hydrogène est également utilisé pour convertir les fuels lourds en produits plus légers qui sont ensuite raffinés (procédé d'hydrocraquage), pour convertir des paraffines normales en iso-paraffines et améliorer les propritétés du produit (hydroisomerisation) et pour éliminer les composés aromatiques d'un mélange, en particuler lors du procédé de raffinage de l'huile (désaromatisation).
Pétrole & GazLes piles à combustible à hydrogène peuvent être utilisées comme source d'énergie propre et autonome pour des sites isolés, comme les stations de télécommunication et des habitations.
L'hydrogène est utilisé dans la fabrication de fibre optique en tant que gaz de haute pureté.
PhotoniqueInformations nécessaires à l'utilisation de la molécule
Europe (selon EN1839 pour les limites et EN 14522 pour les températures d'auto-inflammation)
US (selon NFPA pour les limites et ASTM E659 pour les températures d'auto-inflammation)
aucune
Air Liquide a rassemblé ces informations sur les compatibilités des molécules avec les matériaux pour vous assister dans l’évaluation des produits à utiliser pour leur mise en œuvre. Ces données ont été obtenues à partir de sources qu’Air Liquide considère comme fiables (Normes internationales: Compatibilité des matériaux des bouteilles et des robinets avec les contenus gazeux; ISO 11114-1 (March 2012), Part 2 - Non-metallic materials: ISO 11114-2 (April 2013). Toutefois les informations données ici doivent être utilisées avec beaucoup de précaution car elles ne couvrent pas toutes les conditions de concentration, de température, d’humidité, d’impuretés et de présence d’air. Cette table peut être par exemple utilisée pour présélectionner des matériaux pour des utilisations à haute pression et à température ambiante. Cependant, des études et des tests plus poussés doivent être réalisés dans les conditions précises d’utilisation. Prenez contact avec une équipe Air Liquide dans votre région si vous avez besoin d'une prestation d'expertise.
Informations générales
L'hydrogène a été découvert en 1766 par Henry Cavendish. Il doit son nom à Antoine Laurent de Lavoisier, du grec « hydro », « eau » et « genen », « engendrer ». L'hydrogène se trouve à l'état naturel dans l'atmosphère à l'état de traces. Dans les années 1970, des flux d'hydrogène ont été détectés le long des dorsales océaniques mais l'exploitation paraît peu rentable compte-tenu des contextes géologiques difficiles. Plus récemment, des émanations d'hydrogène provenant du sous-sol ont été observées. L'origine de cette hydrogène géologique est à approfondir. Pour satisfaire la demande des industries chimiques et pétrochimiques, il est actuellement produit à partir de gaz naturel ou d'hydrocarbures (CnHm) ou à partir de l'eau (H20). L'hydrogène est un gaz incolore, très léger et qui réagit facilement en présence d'autres substances chimiques en tant qu'agent réducteur ou oxydant, d'où ses applications nombreuses dans l'industrie. Très dense en énergie (120 MJ/kg), ne contenant pas de carbone, il est considéré comme un des vecteurs énergétiques du futur. En effet, il est converti en électricité via une pile à combustible en présence de l'oxygène de l'air, conversion qui ne rejette que de l'eau. Rouler dans une voiture électrique ayant plus de 600 km d'autonomie et qui ne pollue pas, tout le monde en rêve !