在电解水制氢时，水发生电化学反应，在阴极产生氢气，在阳极产生氧气。纯水作为电解质时，为弱电解质，电离程度低，且导电能力较差，因此往往会在水溶液中加入容易电离的电解质用于增加电解液的导电性。碱性电解质制氢的效果较好，不会腐蚀电极和电解池中的设备，通常采用浓度为20%～30%的KOH或者NaOH溶液作为电解质，并且通常用镀镍钢板或者镍铜铁作为阳极催化剂，镀有镍或者镍钴合金的钢材则作为阴极催化剂，运行时，施加的电压一般在1.9 V到2.6 V之间。电解水制氢原料为水、过程无污染、理论转化效率高、获得的氢气纯度高。河北本地电解水制氢技术
虽然碱性水电解工业化比较成熟，但其缺点也很明显，首先，效率低，即使有隔膜的存在，阳极生成的氧气也会扩散到阴极，扩散到阴极的氧气又被还原成水，使得电解效率变低，而且穿越到阴极的氧气会带来很严重的安全隐患。其次，电解器能承受的电流密度有限，因为液体电解质和隔膜存在，使得电解器难以在高电流密度的条件下运行。再次，由于采用液体电解质，高压条件下运行也难以实现，不利于运行管理。虽然碱性电解水技术有明显的不足，但是其应用成本低，仍是工业应用中的重点。目前越来越多的精力去研究开发碱性条件下的固体电解质聚合物薄膜代替溶液电解质和隔膜，实现碱性离子隔膜水电解（AEMWE，anion exchange membrane water electrocatalysis），能有效弥补传统碱性水电解的不足。甘肃工业电解水氢能还可替代焦炭用于冶金工业，降低建筑采暖的碳排放。
碱性电解水技术是电解水技术中发现得早的，也是目前电解水技术中为成熟的。其原理可以简单地描述为：在两个电极之间施以直流电，并用隔膜将阴阳两极分离开来，在阳极，OH-发生氧化反应生成氧气，在阴极，H+被还原生成氢气，如图 1-1 所示。通常高比表面的镀镍钢板或者镍铜铁作为阳极催化剂，并在上面负载锰、钨和钌的氧化物，质量分数为 30%的 KOH 或者 Na OH 溶液作为电解液，镀有高比表面镍或者镍钴合金的钢材则作为阴极催化剂，运行时，槽压一般在 1.9 V 到 2.6 V 之间。
新兴电解水制氢技术海水电解制氢：可直接利用海洋资源，但面临高盐度、腐蚀性等挑战。未来应开发抗腐蚀催化剂、适用的交换膜，改进电极结构和电解槽装置。耦合制氢：通过小分子氧化与析氢反应耦合，降**氢能耗，提高能量效率。未来需深入探究耦合机制，开发经济环保的技术并集成到可再生能源系统。研究总结与展望电解水制氢技术取得一定进展，但仍面临诸多挑战。未来应提升催化剂性能、降低能耗、研制新型设备，以适应可再生能源并网和清洁能源储存需求，在能源转型中发挥重要作用。氢能的利用很多，包括燃料电池移动动力、分布式电站、化工加氢等领域。
氢气，这一无碳绿色新能源，凭借其环保安全、高能量密度、高转化效率、丰富储量以及适用性等特点，在应对环境危机和构建清洁低碳能源体系中扮演着至关重要的角色。随着化石燃料资源的日渐枯竭和能源价格的持续攀升，寻找廉价且储量丰富的替代能源制氢已成为当务之急。展望未来，生物能、太阳能、风能等可再生能源制氢在21世纪将逐渐崭露头角，但就目前而言，从天然气、甲醇、水等资源中制氢的技术仍相当有竞争力。值得注意的是，煤制氢因对环境和大气造成严重污染而不被本项目考虑，因此不在讨论之列。在选择国内制氢原料路线时，必须综合考虑原料资源的可获得性和成本因素。天然气制氢工艺虽复杂但技术成熟，甲醇制氢流程简洁且设备常见，而水电解制氢则操作简便至可实现全自动无人值守。在制氢纯度方面，天然气和甲醇制氢可达到999%，而水电解制氢在纯度更高时可达9999%。同时，不同制氢方式对场地条件也有不同要求，例如天然气制氢需考虑管道或槽车供应的便捷性，甲醇制氢则原料充足、运输储存方便，而水电解制氢的场地条件更为宽松。目前工业上多选择在碱性环境中进行电解水反应。烟台国内电解水制氢设备厂家
电解水制氢过程中需要的主要设备包括：电解槽、气液分离装置、补水配碱装置制氢电源及热工控制等。河北本地电解水制氢技术
在直流电作用下，水分子在阴极发生还原反应，生成氢气和氢氧根离子（OH–），氢氧根离子在电场和氢氧侧浓度差的作用下穿过隔膜到达阳极，在阳极一侧发生析氧反应，生成氧气和水。电解槽装配时浸没在高浓度（20%~30%）的KOH 溶液中，此时离子电导率比较大，主要缺点是电解液具有腐蚀性，NaOH 和NaCl 溶液也可作电解液，但不常用。碱槽的电解池分成两个电极，电极将气密隔膜分开。由于隔膜的阻碍，氢气和氧气不会通过隔膜混合在一起，但是电解液却可以通过隔膜进入另一侧。制氢系统运行时，氢气和碱液的混合液以及氧气与碱液的混合液分别经过气水分离器，将气体和溶液分离，碱液回流至电解槽，氢气和氧气分别进入纯化装置提纯后进行收集。河北本地电解水制氢技术
