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。通过直接电解纯水，可以产生高纯度的氢气。河北小型电解水制氢设备
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。阿拉善国内电解水制氢设备企业PEM电解槽由质子交换膜、催化剂、气体扩散层和双极板等零部件组装而成。
甲醇与水在一定的温度和压力下，通过催化剂的作用，发生催化裂解反应和一氧化碳变换反应，终产生氢气与二氧化碳的混合气体。这个反应系统相当复杂，涉及多个组分和反应。主要反应包括甲醇的加水裂解，生成一氧化碳和氢气，以及一氧化碳与水反应生成二氧化碳和氢气。经过换热、冷凝和分离后，可以得到氢含量约为74%、二氧化碳含量约为5%以及一氧化碳含量约为5%的转化气。甲醇的单程转化率高达95%以上，未反应的原料则循环使用。随后，转化气通过变压吸附装置进行分离提纯，从而获得高纯度的氢气。PSA变压吸附工艺是氢气分离的重要方法。它利用气体组份在吸附床中的吸附特性差异，实现氢气的分离提纯。在固定吸附床中，通过充填吸附剂，含氢混合气体在特定压力下进入吸附床。由于不同组份的吸附特性不同，它们会在吸附床的不同位置形成吸附富集区。强吸附组份（如二氧化碳）会富集在吸附床的入口端，而弱吸附组份（如氢气）则会富集在出口端。通过这种方式，可以实现氢气的有效分离提纯。PSA变压吸附技术能够制取出纯度高达99%~999%的氢气。
主流电解水制氢技术碱性电解水制氢：技术成熟，已商业化，但存在电流密度低、气体交叉混合等问题。通过采用微间隙或零间隙结构可提升效率，未来应开发低成本非贵金属催化剂。质子交换膜电解水制氢：具有高电流密度、高气体纯度等优点，但成本高、材料腐蚀问题突出。研究聚焦于开发非贵金属催化剂，降低成本并提高材料耐腐蚀性。阴离子交换膜电解水制氢：成本效益高，但处于起步阶段，膜材料性能和设备应用有待探索。未来需优化非贵金属催化剂，开发新型纳米结构材料。固体氧化物电解水制氢：高温下效率高，但稳定性和耐久性不足。研究重点是开发新型材料和催化剂，解决高温下的稳定性问题。水电解制氢系统，其在于一个由电极和隔膜构成的水电解池。
碱性水电解技术(ALK)是指在碱性电解质环境下进行电解水制氢的过程，电解质一般为30%质量浓度的KOH溶液或者26%质量浓度的NaOH溶液。较之于其他制氢技术，碱性电解水制氢可以采用非贵金属催化剂，且电解槽具有15年左右的长使用寿命，因此具有成本上的优势和竞争力。碱性电解水制氢技术已有数十年的应用经验，在20世纪中期就实现了工业化，商业成熟度高，运行经验丰富，国内一些关键设备主要性能指标均接近于国际先进水平，单槽电解制氢量大，易适用于电网电解制氢。但是，该技术使用的电解质是强碱，具有腐蚀性且石棉隔膜不环保，具有一定的危害性。绿氢是利用可再生能源如风电、水电、太阳能等制取的氢气。PEM电解水制氢石家庄
电解水制氢作为一种清洁、高效的制氢方式，具有广泛的应用前景。河北小型电解水制氢设备
电解水制氢系统涵盖了多个关键组件，包括电解槽、电源系统、气体分离与纯化模块、冷却体系以及控制系统等。其中，电解槽作为系统的**，其功能在于将水高效地电解为氢气和氧气。2、电源系统：负责为电解反应提供必需的直流电源。3、气体分离与纯化系统：该系统主要负责将电解过程中产生的氢气和氧气进行有效分离，并进一步对氢气进行纯化处理，以满足各种特定的使用需求。4、冷却系统：该系统负责监控并控制电解槽及其相关设备的温度，以维持系统的稳定运行。5、控制系统：该系统对整个电解过程进行实时监控和精确调节，从而确保电解的稳定性和安全性。河北小型电解水制氢设备
