主流電解水制氫技術堿性電解水制氫：技術成熟，已商業(yè)化，但存在電流密度低、氣體交叉混合等問題。通過采用微間隙或零間隙結構可提升效率，未來應開發(fā)低成本非貴金屬催化劑。質子交換膜電解水制氫：具有高電流密度、高氣體純度等優(yōu)點，但成本高、材料腐蝕問題突出。研究聚焦于開發(fā)非貴金屬催化劑，降低成本并提高材料耐腐蝕性。陰離子交換膜電解水制氫：成本效益高，但處于起步階段，膜材料性能和設備應用有待探索。未來需優(yōu)化非貴金屬催化劑，開發(fā)新型納米結構材料。固體氧化物電解水制氫：高溫下效率高，但穩(wěn)定性和耐久性不足。研究重點是開發(fā)新型材料和催化劑，解決高溫下的穩(wěn)定性問題。其優(yōu)點是簡單易用，可以用于小型化應用，并且獲取的氫氣純度高，可以達到99.999%以上。阿拉善本地電解水制氫技術

在直流電作用下，水分子在陰極發(fā)生還原反應，生成氫氣和氫氧根離子（OH–），氫氧根離子在電場和氫氧側濃度差的作用下穿過隔膜到達陽極，在陽極一側發(fā)生析氧反應，生成氧氣和水。電解槽裝配時浸沒在高濃度（20%~30%）的KOH 溶液中，此時離子電導率比較大，主要缺點是電解液具有腐蝕性，NaOH 和NaCl 溶液也可作電解液，但不常用。堿槽的電解池分成兩個電極，電極將氣密隔膜分開。由于隔膜的阻礙，氫氣和氧氣不會通過隔膜混合在一起，但是電解液卻可以通過隔膜進入另一側。制氫系統(tǒng)運行時，氫氣和堿液的混合液以及氧氣與堿液的混合液分別經過氣水分離器，將氣體和溶液分離，堿液回流至電解槽，氫氣和氧氣分別進入純化裝置提純后進行收集。山東附近電解水制氫設備銷售國內大多數工業(yè)級可再生能源電解水制氫應用項目仍然以堿性水電解為主。

陽離子/質子交換膜水電解技術(PEM)該技術是指使用質子（陽離子）交換膜作為固體電解質替代了堿性電解槽使用的隔膜和液態(tài)電解質(30%的氫氧化鉀溶液或26%氫氧化鈉溶液)，并使用純水作為電解水制氫原料的制氫過程。和堿性電解水制氫技術相比，PEM電解水制氫技術具有電流密度大、氫氣純度高、響應速度快等優(yōu)點，并且，PEM電解水制氫技術工作效率更高，易于與可再生能源消納相結合，是目前電解水制氫的理想方案。但是由于PEM電解槽需要在強酸性和高氧化性的工作環(huán)境下運行，因此設備需要使用含貴金屬(鉑、銥)的電催化劑和特殊膜材料，導致成本過高，使用壽命也不如堿性電解水制氫技術。

2023年全球電解水制氫項目建設的主要推動者為各國各領域企業(yè)、地方。其中，各國能源、化工及交通領域的企業(yè)是直接推動方，主要基于自身傳統(tǒng)業(yè)務的綠色轉型展開。如中國中石化新疆庫車綠氫項目，制取綠氫用于中石化旗下的塔河煉化替代傳統(tǒng)天然氣制氫；國際航運馬士基推動的丹麥Aabenraa港口綠氫制甲醇項目，為馬士基旗下的甲醇船舶提供零碳甲醇燃料。其次，各國的財政支持也是電解水制氫項目推進的重要因素，典型的如瑞典鋼鐵企業(yè)Ovako建成的綠氫替代傳統(tǒng)燃料冶金項目，綠氫產能約3千噸/年，其中瑞典能源署提供了30%以上的建設資金。該設備通過特定的膜過濾技術，將氫氣從混合氣體中分離出來。

電解的本質：電能推動電解質溶液中的水分子在電極上發(fā)生電化學反應，生成氫氣與氧氣。理論電量：根據法拉第定律，電極反應產物的質量與通入的電量成正比，制取1Nm3氫氣和0.5Nm3氧氣需要的電量為2390Ah，即1mol氫和0.5mol氧的理論電量為53.6Ah。電壓要求：要進行電解，必須在一對電極上加上一定的直流電壓，使電流流過電解槽。U=E+IR+ηH+ηO（操作電壓=水的理論分解電壓+電解電流x電解總電阻+氫超電壓+氧超電壓）。總電阻電壓IR（歐姆損失）由V液、V隔、V極、V接共同組成，當電解材料良好時，操作正常時，后3項影響很小，所以，操作電壓主要包括理論分解電壓、超電壓和電解液電壓損失。極間電壓或小室電壓，一般為1.8~2.5V。PEM電解槽的產氫純度通常在99.99%左右。唐山專業(yè)電解水制氫設備產量

傳統(tǒng)的堿性電解槽制氫，主要是以氫氧化鉀為電解質。阿拉善本地電解水制氫技術

電解液的電阻受多種因素的影響。首先是電解液的種類和濃度。例如，在堿性電解液中，氫氧化鉀（KOH）濃度的變化會改變電解液的導電性。一般而言，濃度越高，離子數量越多，導電性越好，電阻越小，電壓損耗也會相應降低。但是過高的濃度可能會導致其他問題，如腐蝕電極等。其次是溫度。溫度升高，電解液中離子的運動速度加快，離子遷移率增加，使得電解液的電阻減小。例如，當溫度從20℃升高到80℃時，氫氧化鉀電解液的電阻會降低，從而減少電壓損耗。另外，電解池的幾何結構也會影響電壓損耗。電極間距越大，離子傳輸的距離越長，電解液的電阻就越大，電壓損耗也就越大。同時，電解池的形狀、電極的大小和排列方式等也會對電解液的電阻產生一定的影響。阿拉善本地電解水制氫技術