水電解制氫是一種較為方便的製取氫氣的方法。在充滿電解液的電解槽中通入直流電，水分子在電極上發生電化學反應，分解成氫氣和氧氣。
基本介紹
- 中文名：水電解制氫
- 外文名：hydrogenation
- 運用試劑：鹼性電解液或純水
- 定律：法拉第定律
- 地點：實驗室
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化學反應
①鹼性條件：
陰極：4H2O+4e-=2H2↑ +4OH-
陽極： 4OH--4e-=2H2O+O2↑
總反應式：2H2O=2H2↑+ O2↑
②酸性條件：
陽極：2H2O-4e-=O2↑ +4H+
陰極： 4H++4e-=2H2↑
反應遵循法拉第定律，氣體產量與電流和通電時間成正比。
製作原理
在一些電解質水溶液中通入直流電時，分解出的物質與原來的電解質完全沒有關係，被分解的是作為溶劑的水，原來的電解質仍然留在水中。例如硫酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀等均屬於這類電解質。
在電解水時，由於純水的電離度很小，導電能力低，屬於典型的弱電解質，所以需要加入前述電解質，以增加溶液的導電能力，使水能夠順利地電解成為氫氣和氧氣。
製作過程
固體聚合物電解質
固體聚合物電解質，SPE電解水，最初用於向宇宙飛船或潛水艇供氧，或在實驗室作為氫氣發生器(可用於氣體色譜)。核電大規模發展以後，人們利用SPE技術在用電低谷電解水產生氫，在供電高峰以SPE氫-氧燃料電池向外供電，使之成為能量貯存轉換裝置。
電解純水
通過直接電解純水產生高純氫氣（不加鹼），電解池只電解純水即可產氫。通電後，電解池陰極產氫氣，陽極產氧氣，氫氣進入氫/水分離器。氧氣排入大氣。氫/水分離器將氫氣和水分離。氫氣進入乾燥器除濕後，經穩壓閥、調節閥調整到額定壓力（0.02～0.45Mpa可調）由出口輸出。電解池的產氫壓力由感測器控制在0.45Mpa左右，當壓力達到設定值時，電解池電源供應切斷；壓力下降，低於設定值時電源恢復供電。
套用研究
在氯鹼工業中副產多量較純氫氣，除供合成鹽酸外還有剩餘，也可經提純生產普氫或純氫。像化工二廠用的氫氣就是電解鹽水的副產。
2018年12月9日，中國科學技術大學俞書宏教授團隊和高敏銳教授團隊合作，研製出一種高性能低成本的新型三元納米片電催化劑。國際學術期刊《德國套用化學》發表了該研究成果。
