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。取决于功率的大小，一个PEM电解槽包含数十甚至上百个电解池。河南pem电解水企业
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。洛阳电解水制氢设备销售接近 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。
电解水制氢系统主要由电解槽、分离器、洗涤器、冷却器、供水、加碱等设备组成。电解槽是电解水制氢系统的**设备，为了降低水的电阻，提高电解效率，必须在水中加入NaOH或KOH电解质，配成30%左右的碱液注入电解槽。制氢环节是双碳目标的提出使“绿氢”成为减碳脱碳的重要途径。其中，电解水制氢是重要的制取绿氢的方法。电解水制氢规模的提升，也使电解槽市场迅速增长。根据HengCe（恒策咨询）的统计及预测，2023年全球水电解制氢设备市场销售额达到了11.96亿美元，预计2030年将达到171.4亿美元，年复合增长率（CAGR）为45.6%（2024-2030）。地区层面来看，中国市场在过去几年变化较快，2023年市场规模为百万美元，约占全球的%，预计2030年将达到百万美元，届时全球占比将达到%。
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。PEM电解槽的产氢纯度通常在99.99%左右。
碱性电解水技术比较大的缺点在于工作电流密度较低、电解槽效率不高、占地面积大。特别在冬季，设备需要经过较长时间预热，启动时间大概需要2 h。不过碱性电解水电解槽、隔膜等设备、材料的加工、制备工艺在我国已经基本成熟，产业链相对完善，是目前在我国**适合规模化的技术路线。通过调研了解，目前国内比较大单槽制氢规模已经达到 3000 Nm³/h，电解槽直流电耗比较低可以达到4.2 kW·h/Nm³。其原理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，在阴极水分子被还原，生成氢气和氢氧根离子，生成的氢氧根离子穿过隔膜到达阳极，在阳极侧失电子析氧，生成氧气和水。电解水制氢系统主要由电解槽、电源系统、气体分离与纯化系统、冷却系统以及控制系统等组成。平顶山工业电解水制氢设备
其优点是简单易用，可以用于小型化应用，并且获取的氢气纯度高，可以达到99.999%以上。河南pem电解水企业
三种制氢路线：“成本”短期制约，“可持续”长期。氢气制备方式主要包括化石燃料制氢、工业副产氢和电解水制氢三类。其中电解水制氢是利用水的电解反应制备氢气的技术，可再生电力制氢称为“绿氢”，是零碳排、可持续的“路线”，但目前成本仍是制约其普及的瓶颈因素，其规模化应用需要产业链各环节推动降本。影响单位制氢成本的主要因素包括电价、单位电耗、设备单价、运行寿命等因素。随着后续风光发电LCOE下降、电解槽量产降本、效率提升和寿命增加，电解水制氢成本有望逐步接近工业副产氢甚至煤制氢，实现经济性。河南pem电解水企业
