水电解制氢

水电解制氢是一种较为方便的制取 氢气 的方法。由浸没在电解液中的一对 电极 ，中间隔以防止气体渗透的隔膜而构成水 电解池 ，通以一定电压的 直流电 时，水就发生分解，生成氢气和 氧气 。

水电解制氢的原理是：用 电能 破坏现成化合物中的 键能 ，使其重组为氢分子。

电解水 生成氢气的现象最早是在1789年被观测到；1948年，Zdansk和 LONZA 建造了第一台增压式 水电解 装置，即工业化水电解装置的雏形，水电解工艺发展至今，具有技术可靠、操作简单、维护方便、不产生污染、不会产生CO 2 排放、制得的 氢气 纯度可达99.8%（杂质主要为H 2 O和O 2 ）的优点，而且所用设备的材料也都容易取得。其唯一的缺点是电能消耗大，达到整个生产成本的85%,造成氢气成本高。

化学反应

①碱性条件：

阴极 ：4H2O+4e=2H2↑+4OH

阳极 ：4OH-4e=2H2O+O2↑

总反应式：2H2O=2H2↑+O2↑

②酸性条件：

阳极：2H2O-4e=O2↑+4H

阴极：4H+4e=2H2↑

反应遵循 法拉第 定律，气体产量与电流和通电时间成正比。

制作原理

在一些 电解质 水溶液 中通入 直流电 时，分解出的物质与原来的电解质完全没有关系，被分解的是作为 溶剂 的水，原来的电解质仍然留在水中。例如 硫酸 、 氢氧化钠 、 氢氧化钾 等均属于这类电解质。

在 电解 水时，由于 纯水 的 电离度 很小，导电能力低，属于典型的弱电解质，所以需要加入前述电解质，以增加溶液的导电能力，使水能够顺利地电解成为 氢气 和 氧气 。

制作方法

固体聚合物电解质

固体聚合物 电解质 ，SPE 电解水 ，最初用于向 载人飞船 或 潜水艇 供氧，或在实验室作为 氢气 发生器(可用于气体色谱)。核电大规模发展以后，人们利用SPE技术在用电低谷电解水产生氢，在供电高峰以SPE 氢氧燃料电池 向外供电，使之成为能量贮存转换装置。

电解纯水

通过直接电解纯水产生高纯氢气（不加碱）， 电解池 只电解纯水即可产氢。通电后，电解池 阴极 产 氢气 ， 阳极 产 氧气 ，氢气进入氢/水 分离器 。 氧气 排入大气。氢/水分离器将 氢气 和水分离。氢气进入干燥器除湿后，经稳压阀、 调节阀 调整到额定压力（0.02～0.45Mpa可调）由出口输出。电解池的产氢压力由 传感器 控制在0.45Mpa左右，当压力达到设定值时，电解池电源供应切断；压力下降，低于设定值时电源恢复供电。

应用研究

在氯碱工业中副产多量较纯 氢气 ，除供合成 盐酸 外还有剩余，也可经 提纯 生产普氢或纯氢。像化工二厂用的氢气就是 电解 盐水的副产。

2018年12月9日， 中国科学技术大学 俞书宏 教授团队和 高敏锐 教授团队合作，研制出一种高性能低成本的新型三元纳米片电 催化剂 。国际学术期刊《 ANGEW 》发表了该研究成果。

2021年 11月26日，由 华能清能院 、华能四川公司、华能四川氢能公司、考克利尔竞立联合研制的国际首1300Nm3/h（标准立方米/小时）碱性制氢水电解槽正式下线。