水电解制氢是利用电能将水分解为氢气和氧气的过程，可以用下面的化学方程式表示：2H 2O ----->2H2 + O2水电解制氢需要一个电解槽，其中有两个电极（阳极和阴极），分别连接到电源的正负极。水在电解槽中充当电解质，可以传导电流。当通电时，水在阳极发生氧化反应，生成氧气和正电荷的氢离子（H +）。而在阴极发生还原反应，氢离子与负电荷的电子（e -）结合生成氢气。具体的反应如下：阳极反应：2H 2 O -----> O 2 + 4H + + 4e -阴极反应：4H + + 4e - 2H 2水电解制氢的效率取决于所需的电压和实际消耗的电能。理想情况下，水电解制氢只需要1.23 V的电压，这是水分解为氢气和氧气所需的**小热力学势差。但实际上，由于电极材料、电解质、温度、压力、反应动力学等因素的影响，水电解制氢需要更高的电压才能进行，一般在1.8~2.4 V之间。因此，水电解制氢的效率一般在50~80%之间。PEM电解水制氢是潜力的电解水制氢技术，有望成为“绿电+绿氢”生产模式的主流发展趋势。新乡工业电解水制氢设备价格
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。唐山小型电解水制氢设备常见的电解水制氢设备包括碱性电解水制氢设备、酸性电解水制氢设备和固体氧化物电解水制氢设备。
降低操作电压的方法总结，主要三个方面：①阴极超电位；②阳极超电位；③电阻电压降。低电密下，超电压是主因，高电密下，电阻电压降为主因。1、提高操作温度。减小电解液本身电阻，降低活化超电压，降低理论分解电压。但要兼顾腐蚀问题。2、提高操作压力。减小电解液含气度，从而减小实际电阻，但会引起理论分解电压上升（相对小）。3、降低电流密度。减小超电压，减小电阻电压降。但与提高电密减小设备费，与提高操作温度相悖。4、加大循环速度。减小含气度，减小浓差极化，使温度分布均匀以降低电阻率。但过高作用不。5、提高催化活性。降低活化超电压，减小电阻电压降。主要取决于材料性质和表面形态。6、减小极间距离。减小电阻电压降。但要考虑含气度上升，以及槽内短路打火。
氢能也是一种二次能源。目前，主流的制氢方式主要有化石燃料重整制氢、工业副产氢以及电解水制氢等。化石燃料重整制氢，是以天然气、煤炭等化石原料，通过蒸汽重整或者部分氧化重整等化学反应，从中提取氢气，是一种非常重要的制氢方式，但该生产过程中会伴生大量二氧化碳等温室气体排放，因此这种方式产出的氢称为“灰氢”；工业副产氢实际上是“变废为宝”，是将化工、钢铁等工业生产流程里产生的焦炉煤气、氯碱尾气等富含氢气的副产物，经过净化、提纯操作，将氢气分离提取出来，不过其产量受制于上游工业规模与工况。它具备将大量可再生能源电力转移到难以深度脱碳工业部门的潜力。
阴离子交换膜电解水技术(AEM)AEM是较为新兴的电解水制氢技术，尚处于研发阶段。备受关注的原因是其采用阴离子交换膜作为电解质，将ALK的低成本和PEM简单、高效的优点相融合。现阶段的研究重点阴离子交换膜材料开发和机理研究，主要以国外大学，国家实验室等科研机构主导（如NortheasternUniversity,LosAlamos,UniversityOregon,GeorgiaTech等）。其与PEM的根本区别在于将膜的交换离子由质子换为氢氧根离子。氢氧根离子的相对分子质量是质子的17倍，这使得其迁移速度比质子慢得多。AEM的优势是不存在金属阳离子，不会产生碳酸盐沉淀堵塞制氢系统。AEM中使用的电极和催化剂是镍、钴、铁等非贵金属材料，且产氢的纯度高、气密性好、系统响应快速，与目前可再生能源发电的特性十分匹配。但AEM膜的机械稳定性不高，AEM中电极结构和催化剂动力学需要优化。AEM电解水技术处于千瓦级的发展阶段，在全球范围内，一些研究组织/机构正在积***力于AEM水电解槽的开发，为了扩大这项技术的商业应用，仍然需要一些创新与改进。其优点是适用范围广，处理量大，同时没有任何排放物，环保性好。阿拉善本地电解水
国内利用可再生能源耦合PEM电解水制氢的项目也相对偏少。新乡工业电解水制氢设备价格
我国的氢能产业规划的相关文件是相对较保守的数据，因为根据目前的一些项目规划来看，国内的电解水制氢市场的发展和规划文件来相比有较大差距。氢能联盟的100GW目标是实现碳中和的重要前提，以此来分析，可以看出：目前国内已有的电解水制氢设备总计产能在1GW左右；到2023年预计有2GW左右的产能；到2025年预计有10GW的产能；到2030年预计有100GW的产能。如果在此基础上增加国内厂家出口到国外的一些数据，世界所有国家对国内电解水制氢设备的需求量还会有相应的增幅，预计2030年在130GW左右。新乡工业电解水制氢设备价格
