生产氨为主要应用。在石油化工厂中须消耗氢气的过程有：加氢脱烷基反应、加氢脱硫反应和裂化反应等。氢气可以用来对非饱和脂肪和油类进行氢化，增加饱和程度（如固体植物牛油），也可以用于生产甲醇和氢氯酸。氢气可以对金属矿物进行还原。氢气极易溶于许多稀土金属和过渡金属之中，同时也可溶于纳米晶态和非晶态金属。氢气在金属中的可溶性受到了晶格局部变形和杂质的影响。利用这一属性，可将氢气在高温钯圆盘上通过，提高氢气的纯度。不过，氢气在金属中的溶解会导致氢脆现象，使运输管和储存罐的设计更为复杂。
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