电解的本质：电能推动电解质溶液中的水分子在电极上发生电化学反应，生成氢气与氧气。理论电量：根据法拉第定律，电极反应产物的质量与通入的电量成正比，制取1Nm3氢气和0.5Nm3氧气需要的电量为2390Ah，即1mol氢和0.5mol氧的理论电量为53.6Ah。电压要求：要进行电解，必须在一对电极上加上一定的直流电压，使电流流过电解槽。U=E+IR+ηH+ηO（操作电压=水的理论分解电压+电解电流x电解总电阻+氢超电压+氧超电压）。总电阻电压IR（欧姆损失）由V液、V隔、V极、V接共同组成，当电解材料良好时，操作正常时，后3项影响很小，所以，操作电压主要包括理论分解电压、超电压和电解液电压损失。极间电压或小室电压，一般为1.8~2.5V。燃料电池汽车被视为整个绿氢行业的先导产业，但下一步的关键是成本下降，同时带动更大场景更大规模应用。PEM电解水制氢设备保定
电解水制氢：电解水制氢中，电耗和折旧构成其主要成本。估算基准情形下碱性和PEM电解水制氢单位成本分别为21.85和25.29元/kg，电耗成本分别占总成本的86%和70%。从产能布局来看，中国和欧洲企业产能规模，主要参与者积极扩产。从出货规模来看，考克利尔竞立、派瑞氢能和隆基氢能居国内企业梯队。GGII统计，2022年我国电解水制氢设备出货量722MW（含出口同比增长106%。考克利尔竞立出货230MW，排名维持。目前全球氢气生产以化石燃料制氢为主，清洁制氢存在替代空间。未来清洁制氢方案将成为主要增量，电解水制氢产量将从2021年的不到4万吨大幅增长至6170万吨；耦合CCUS的化石燃料制氢产量将从2021年的60万吨增长至3300万吨，清洁制氢方案将成为主流。开封小型电解水PEM电解水制氢技术基本成熟，进入了商业化早期阶段。
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。
在双碳目标驱动下，中国电解水制氢产业发展迅速，产业链端入局企业在迅速增加，应用端在逐步突破。中国布局电解水制氢的企业数量快速增加，据统计，电解槽装备企业数量已超百家，产业链相关企业已超二百家。自2021年至今，国内已有接近40款碱性电解槽产品发布。中国已有超过百个在建和规划中的电解水制氢项目，涵盖了石油炼化、化工合成、钢铁冶炼和交通等多个领域。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。PEM电解堆与燃料电池电堆存在极大相似性，大部分PEM电解堆研发工程师也一般具有燃料电池电堆开发经验。
2023年全球电解水制氢项目建设的主要推动者为各国各领域企业、地方。其中，各国能源、化工及交通领域的企业是直接推动方，主要基于自身传统业务的绿色转型展开。如中国中石化新疆库车绿氢项目，制取绿氢用于中石化旗下的塔河炼化替代传统天然气制氢；国际航运马士基推动的丹麦Aabenraa港口绿氢制甲醇项目，为马士基旗下的甲醇船舶提供零碳甲醇燃料。其次，各国的财政支持也是电解水制氢项目推进的重要因素，典型的如瑞典钢铁企业Ovako建成的绿氢替代传统燃料冶金项目，绿氢产能约3千吨/年，其中瑞典能源署提供了30%以上的建设资金。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。沧州国内电解水
PEM电解水制氢技术具有电流密度大、氢气纯度高、响应速度快等优点。PEM电解水制氢设备保定
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。PEM电解水制氢设备保定
