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。PEM电解槽无需严格控制膜两侧压力，具有快速启动停止和快速功率调节响应的优势。宁夏小型电解水制氢技术
电解水制氢的操作步骤主要是：第一步，准备电解槽，将两个电极分别插入水中，保持适当间距，通电后水开始分解。第二步，选择合适电极，通常是一种不容易被氧化的材料，例如铂或钨。第三步，选用合适电流，通电后应选择合适的电流实现水的电解，电流的大小取决于反应条件和电极的大小。第四步，产气收集，当电极的电流通过水时，氢气和氧气分别分解，并聚集在相应电极周围，可以用一个导管或管道将产生的氢气收集起来。第五步，分离氢气，氢气可以通过压缩或直接与空气相接触来分离收集。秦皇岛附近电解水制氢设备价格PEM电解水制氢技术基本成熟，进入了商业化早期阶段。
2023年全球电解水制氢项目开始向大型化、万吨级发展。据能景研究统计，2023年1月至12月全球新增建成的电解水制氢项目中，千吨级以上氢气产能的项目数量占比增大，由上一年度同期的约12%提升到了29%。其中，2023年全球至少3项达到了万吨级氢气产能，其中规模比较大的是中国中石化新疆库车绿氢项目，氢气产能约2万吨/年，电解槽装机260MW。另有1万吨/年氢气产能项目2项，分别为中国的三峡集团内蒙古纳日松光伏制氢项目，电解槽装机70MW；巴西比较大氮肥企业Unigel位于卡马萨里的一期绿氨项目（设计产能1万吨/年），电解槽装机60MW。
从常远的角度来看，通过电解水制取的绿色氢气是未来发展的主旋律，光伏产生的富余绿色电力用来电解水，制备成氢气，并存储起来。这种模式是目前人类为理想的绿色能源组合方式。我国发展光伏和氢能源，可以有效降低温室气体的排放，是碳中和和碳达峰的宏伟目标的重要举措。同时，由于氢能源的存储和运输可以跨越时间和地点，当未来十几年后，我国的能源安全就能得到更好的保障。电解水制取氢气的过程中没有温室气体的排放，属于绿氢，是比较符合人类环保要求的一种氢气制取方式。电解水制氢主要有四种技术路线：碱性电解水制氢（ALK）、质子交换膜电解水制氢（PEM）、固体氧化物电解水制氢（SOEC）、阴离子交换膜电解水制氢（AEM）。PEM水电解制备的绿氢应用于合成氨、炼油、化工、钢铁等碳密集型行业。
氢气燃料电池汽车：如前所述，氢气燃料电池汽车以氢气为燃料，通过燃料电池产生电能驱动车辆行驶。与传统燃油汽车相比，氢气燃料电池汽车具有零排放、高效能、长续航里程等优点。目前，世界各国都在大力发展氢气燃料电池汽车技术，加快加氢站等基础设施建设。氢内燃机汽车：将氢气作为燃料直接在内燃机中燃烧，驱动汽车行驶。氢内燃机汽车的技术相对成熟，成本较低，但与氢气燃料电池汽车相比，其效率和环保性能稍逊一筹。目前，氢内燃机汽车仍处于研发和示范阶段。随着制氢装备性能提升、成本下降，我国制氢设备自主技术创新呈现发展势头，将促进绿氢产业规模化发展。郑州国内电解水制氢设备销售
PEM电解堆与燃料电池电堆存在极大相似性，大部分PEM电解堆研发工程师也一般具有燃料电池电堆开发经验。宁夏小型电解水制氢技术
该技术是指使用质子（阳离子）交换膜作为固体电解质替代了碱性电解槽使用的隔膜和液态电解质(30%的氢氧化钾溶液或26%氢氧化钠溶液)，并使用纯水作为电解水制氢原料的制氢过程。和碱性电解水制氢技术相比，PEM电解水制氢技术具有电流密度大、氢气纯度高、响应速度快等优点，并且，PEM电解水制氢技术工作效率更高，易于与可再生能源消纳相结合，是目前电解水制氢的理想方案。但是由于PEM电解槽需要在强酸性和高氧化性的工作环境下运行，因此设备需要使用含贵金属(铂、铱)的电催化剂和特殊膜材料，导致成本过高，使用寿命也不如碱性电解水制氢技术。宁夏小型电解水制氢技术
