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。目前我国电力大部分来自火电，因此碳排放很高，甚至超过煤制氢。小型电解水制氢设备呼市
2024年至2025年，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。能景研究结合各国项目规划、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。衡水小型电解水制氢设备电解水制氢作为目前绿氢制备手段之一，备受世界各国关注。
绿氢制取技术包括利用风电、水电、太阳能等可再生能源电解水制氢、太阳能光解水制氢及生物质制氢，其中可再生能源电解水制氢是应用**广、技术**成熟的方式。电解水制氢，即通过电能将水分解为氢气与氧气的过程，该技术可以采用可再生能源电力，不会产生CO2和其他有毒有害物质的排放，从而获得真正意义上的“绿氢”。电解水制氢原料为水、过程无污染、理论转化效率高、获得的氢气纯度高，但该制氢方式需要消耗大量的电能，其中电价占总氢气成本的60%~80%。
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。水电解制氢的效率取决于所需的电压和实际消耗的电能。
电解水的设备主要包括电解槽、电源和电极等组成。其中，电解槽是将水分解成氢气和氧气的主要装置，一般采用的是聚合物电解槽或金属电解槽。聚合物电解槽具有体积小、重量轻、耐腐蚀、绝缘性能好等优点，但是其耐高温、高压、高电流密度等方面的性能较差；金属电解槽则具有耐高温、高压、高电流密度等优点，但是其重量较大、成本较高、耐腐蚀性能较差。因此，在实际应用中需要根据具体情况选择合适的电解槽。电源是电解水过程中不可或缺的组成部分，它提供给电解槽所需的电能。在电源的选择上，一般使用的是直流电源，因为电解水需要的是直流电能，而交流电源会导致电解槽中的电极发生电化学反应，从而影响电解效果。电极是电解水过程中起到催化作用的重要组成部分，它可以促进水分子的电解反应，从而提高电解速度和效率。电极的材料一般采用的是铂、钯、铱、铑等贵金属或其合金，因为这些材料具有较好的电化学催化性能。绿氢可在钢铁生产中替代目前常用的焦炭作为还原剂。乌兰察布PEM电解水制氢设备产量
水电解制氢有不同的类型，主要根据使用的电解质和传导的离子种类来区分。小型电解水制氢设备呼市
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。小型电解水制氢设备呼市
