水电解是利用电流将水分子分解成氢气和氧气的过程，与可再生能源结合使用时，可以生产零排放的氢气。目前，电解制氢主要有两种工艺：传统碱性电解和PEM电解（也称为聚合物电解质膜电解）。

传统碱性电解技术使用液态KOH电解液，通过多孔隔膜将两个半电池分隔开来，从而传输负氢氧根离子（OH⁻）。PEM系统则使用固体聚合物电解质，选择性地传导正离子（质子）参与水分解反应。右侧的图表概述了两种技术的电极反应。

在PEM系统中，导电的固体聚合物电解质能够实现高电流密度和高效率，从而减小电池所需的尺寸。固态设计允许间歇运行，便于与可再生能源技术结合使用。然而，PEM会产生强酸性环境，并且需要使用大量的昂贵催化剂，例如铂和铱，以及钛部件。

碱性电解工艺具有不同的电化学环境，因此可以使用镍、铁等非贵金属催化剂。碱性体系腐蚀性较低，允许使用不锈钢或其他非钛合金材料制造电解槽，与质子交换膜电解相比，显著降低了初始投资成本。然而，由于电解液为液态，碱性电解工艺难以实现可再生能源的间歇性和可变运行，且隔膜的渗透性会导致氢气纯度降低。

*图片由Hydrogenics公司提供。