在直流電作用下，水分子在陰極發生還原反應，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。PEM水電解制備的綠氫應用于合成氨、煉油、化工、鋼鐵等碳密集型行業。鄭州國內電解水制氫設備

電解水制氫系統主要由電解槽、分離器、洗滌器、冷卻器、供水、加堿等設備組成。電解槽是電解水制氫系統的**設備，為了降低水的電阻，提高電解效率，必須在水中加入NaOH或KOH電解質，配成30%左右的堿液注入電解槽。制氫環節是雙碳目標的提出使“綠氫”成為減碳脫碳的重要途徑。其中，電解水制氫是重要的制取綠氫的方法。電解水制氫規模的提升，也使電解槽市場迅速增長。根據HengCe（恒策咨詢）的統計及預測，2023年全球水電解制氫設備市場銷售額達到了11.96億美元，預計2030年將達到171.4億美元，年復合增長率（CAGR）為45.6%（2024-2030）。地區層面來看，中國市場在過去幾年變化較快，2023年市場規模為百萬美元，約占全球的%，預計2030年將達到百萬美元，屆時全球占比將達到%。pem電解水制氫技術保定PEM電解槽的電流密度更大，通常在10000?A/m2以上。

新興電解水制氫技術海水電解制氫：可直接利用海洋資源，但面臨高鹽度、腐蝕性等挑戰。未來應開發抗腐蝕催化劑、適用的交換膜，改進電極結構和電解槽裝置。耦合制氫：通過小分子氧化與析氫反應耦合，降**氫能耗，提高能量效率。未來需深入探究耦合機制，開發經濟環保的技術并集成到可再生能源系統。研究總結與展望電解水制氫技術取得一定進展，但仍面臨諸多挑戰。未來應提升催化劑性能、降低能耗、研制新型設備，以適應可再生能源并網和清潔能源儲存需求，在能源轉型中發揮重要作用。

PEM電解水制氫：原理：采用質子交換膜作為固體電解質，以純水為電解原料，通過直流電實現水電解。特點：該技術具有高電流密度、高純度氫氣、快速響應以及高工作效率等優勢。然而，其設備成本相對較高，且需要在強酸性和高氧化性的環境下運行。應用：PEM電解水制氫技術特別適用于需要高純度氫氣的領域，例如燃料電池汽車加氫站、食品工業以及半導體制造等。此外，其迅速響應的特性也使其非常適合與可再生能源結合使用。電解水制氫系統涵蓋了多個關鍵組件，包括電解槽、電源系統、氣體分離與純化模塊、冷卻體系以及控制系統等。其中，電解槽作為系統的**，其功能在于將水高效地電解為氫氣和氧氣。國內大多數工業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。

電解水制氫，即通過電能將水分解為氫氣與氧氣的過程，該技術可以采用可再生能源電力，不會產生CO2和其他有毒有害物質的排放，從而獲得真正意義上的“綠氫”。電解水制氫原料為水、過程無污染、理論轉化效率高、獲得的氫氣純度高，但該制氫方式需要消耗大量的電能，其中電價占總氫氣成本的60%~80%。堿性電解水制氫技術已有數十年的應用經驗，在20世紀中期就實現了工業化，商業成熟度高，運行經驗豐富，國內一些關鍵設備主要性能指標均接近于國際先進水平，單槽電解制氫量大，易適用于電網電解制氫。但是，該技術使用的電解質是強堿，具有腐蝕性且石棉隔膜不環保，具有一定的危害性。固體氧化物電解水制氫設備可以實現高溫、高效率的制氫過程，并且具有較高的穩定性，但是設備成本較高。pem電解水制氫技術保定

PEM電解水制氫裝置輔助系統包括四大系統：電源供應系統、氫氣干燥純化系統、去離子水系統和冷卻系統。鄭州國內電解水制氫設備

現在世界上每年消耗的氫氣在5000萬噸左右，其中96%來自化石能源，*4%來自電解水，而且所用的電也并非全部來自可再生能源。綠氫是統籌解決全球氣候變化、能源安全與傳統產業轉型升級的重要措施，伴隨著以綠色低碳為特征的能源產業和技術變革在世界范圍內興起，綠氫發展將不斷加速。發展綠色氫能也是促進我國實現“雙碳”目標，加快我國發展方式綠色轉型的強勁動力。主要表現在：能源維度：利用本土可再生能源制氫，降低化石能源進口依賴，優化能源結構，提升能源自給與穩定性。環境層面：助力各行業脫碳，尤其助力高排放行業達成碳中和，減少污染排放，改善大氣質量。經濟領域：催生產業鏈各環節新興產業，推動傳統產業低碳升級，創造大量就業崗位，促進區域協調發展。技術方面：激發多領域技術創新，增強自主創新力，利于國際合作交流，提升國際能源領域話語權。鄭州國內電解水制氫設備