水电解制氢是利用可再生资源生产氢气的有前途的选择。水电解制氢是利用电将水分解成氢和氧的过程。该反应在称为电解器的单元中进行。水电解制氢设备的尺寸范围很广，从非常适合小型分布式制氢的小型设备 到可以直接与可再生能源或其他非温室气体排放形式联系在一起的大型集中式生产设施。

 

 

它是如何工作的？

像燃料电池一样，水电解槽由被电解质隔开的阳极和阴极组成。不同的电解槽的功能略有不同，这主要是由于所用电解质材料的类型不同。

 

高分子电解质膜电解槽

在聚合物电解质膜（PEM）电解槽中，电解质是一种固体特种塑料材料。

 

水在阳极反应形成氧和带正电的氢离子（质子）。

电子流过外部电路，氢离子选择性地穿过PEM到达阴极。

在阴极，氢离子与来自外部电路的电子结合形成氢气。阳极反应：2H 2 O→Ò 2 + 4H + + 4e中-阴极反应：4H + + 4e中- →2H 2

碱性电解槽

碱性电解槽经由氢氧根离子（OH的运输操作-在阴极侧产生通过从阴极到与氢气在阳极电解液）。使用氢氧化钠或氢氧化钾的液体碱性溶液作为电解质的电解器已经商业化了很多年。使用固体碱性交换膜作为电解质的新方法在实验室规模上显示出了希望。

 

固体氧化物电解槽

固态氧化物电解器使用固态陶瓷材料作为电解质，在升高的温度下选择性地传导带负电的氧离子（O 2-），产生氢气的方式略有不同。

 

阴极处的水与来自外部电路的电子结合形成氢气和带负电的氧离子。

氧离子穿过固体陶瓷膜并在阳极反应形成氧气，并为外部电路生成电子。

固体氧化物电解槽必须在足够高的温度下运行，以使固体氧化物膜正常运行（与在70°–90°C下运行的PEM电解槽和在100°C下运行的商用碱性电解槽相比，约为700°–800°C °–150°C）。固体氧化物电解槽可以有效地利用在这些升高的温度下可获得的热量（来自各种来源，包括核能），以减少从水中生产氢所需的电能。