概述
水电解是利用电流将水分子分解为氢气和氧气的过程，当与可再生能源结合时，可以实现零排放制氢。
目前有两种主要的电解制氢工艺：传统的碱电解和 PEM 电解（聚合物电解质膜电解）。
传统的碱性电解技术使用KOH 电解质溶液，通过多孔膜输送OH- 负离子（阴离子）来分离两个半电池。
PEM 系统使用固体聚合物电解质，这种电介质可以选择性地传导正离子（质子）参与水的分解反应。右边的图表概述了这两种技术的电极反应。
在 PEM 系统中，导电固体聚合物电解质可实现高电流密度和高效率，能够减小所需的电池尺寸。固态设计允许间歇式操作，方便与可再生技术结合。然而，PEM 会产生高酸性环境，需要使用大量昂贵的催化剂，例如铂、铱以及钛组分。
碱电解具有不同的电化学环境，可以使用镍和铁等非贵金属催化剂。得益于低腐蚀性，不锈钢或其他非钛结构亦可应用于碱性系统中，此举相比 PEM 电解大幅降低了资本成本。然而采用液体电解质将难以使用可再生能源进行间歇和可变式操作，而且隔膜的渗透性会导致氢气纯度较低。