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。压缩制氢设备是一种通过物理过程令氢气密度增加，从而实现纯化的方法。保定国内电解水制氢设备公司
碱性水电解制氢（ALK）设备技术成熟、投资成本低，是现阶段商业运行的主要设备，技术发展向扩大设备规模、提高宽负荷调节能力、保障运行稳定等方向发展。质子交换膜水电解制氢（PEM）设备成本较高，但具有能耗低和运行灵活等优势，目前技术发展向加大设备功率、提高电流密度和降低成本等方向发展。阴离子交换膜水电解制氢（AEM）兼具PEM的风光耦合以及碱性槽无贵金属、价格低的特点，但是目前AEM膜寿命仍存不确定性，暂时较难适配工程化需求。固体氧化物水电解制氢（SOEC）具有高效、可逆、材料成本低廉等优点，但在电解堆集成、电解槽堆设计结构优化、电极和封接等材料及技术仍需重点突破。因此，SOEC、AEM等技术目前还有待进一步研发以实现商业化。山西PEM纯水电解制氢设备接近 75%的绿氢项目坐落于三北地区，约 80%的项目采用碱性电解水制氢技术。
灰氢是指通过化石燃料（如煤炭、石油、天然气等）燃烧或重整制取的氢气。在生产过程中，会释放大量的二氧化碳，因此被称为“灰氢”。这种制氢方式成本较低，但对环境影响较大，是目前全球主要的氢气生产方式。蓝氢是在灰氢的基础上，应用碳捕集与封存技术（CCUS），将生产过程中产生的二氧化碳捕获并封存，从而减少碳排放。虽然蓝氢的碳排放强度相对较低，但由于需要额外的碳捕集和封存技术，其生产成本较高。绿氢目前没有统一定义，国内俗称的绿氢就是可再生氢，即通过使用可再生能源(例如太阳能、风能、核能等非化石能源)制造的氢气。现阶段电解水是主要的将这些外部能源吸收并生产出氢气的方式，力争实现零碳排放。
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。PEM电解水制氢是制取绿氢的主要技术路线之一，与可再生能源适配度高，是极具潜力的制氢技术。
根据《全球氢能产业发展白皮书》显示，氢能源在2022年作为能源消耗占比不足1%，预测到2050年氢能在全球能源总需求中占比将达到10%以上，并带动起十万亿规模的氢能源产业链。由此可看出，氢气的制取在未来肯定是一个新兴且充满希望的行业。我们根据氢气的生产及碳排放情况，可将氢气分为：灰氢、蓝氢、绿氢。灰氢指的是：使用化石燃料制取氢气，并对释放的二氧化碳不做任何处理；蓝氢指的是：将天然气重整，并在生产过程中利用碳捕捉、利用、储存等先进技术，减少温室气体的排放；绿氢指的是：通过使用可再生能源（如太阳能、风能、核能等）制备的氢气，在绿氢的生产过程中，是完全没有碳排放的。在制氢设备加速推陈出新的背后，电解水制氢设备领域的投融资呈现不断高涨的强劲势头。枣庄专业电解水制氢设备厂家排名
绿氢产业将在资源禀赋相对较好、应用场景比较丰富的区域率先发展。保定国内电解水制氢设备公司
未来，随着各国补助力度加大与更多大型项目落地，国际电解水制氢产能或将继续成番增长。一方面，海外有较多大型规划绿氢项目储备，全球经过投资决议的万吨级电解水制氢项目已有近50项;另一方面，全球尤其欧洲各国对绿氢生产的补贴资金逐渐到位，叠加航运、化工等领域对零碳燃料与零碳原料的需求增长，或会推动2024年多项万吨级项目落地开工。结合各国项目规划、补贴进展、碳市场等多方面预测，乐观情境下，到2025年底全球(含中国)绿氢累计产能或将增长至约140万吨/年，到2030年底全球(含中国)绿氢累计产能或将增长至约1600万吨/年。保定国内电解水制氢设备公司
