碱性电解水技术
据统计，目前世界氢气的年产量约为 1011～1012 m3,主要用于化学工业，尤以石化工业和氨合成法的氢气用量最大，而直接做能源的比例仅占22%。近年来，化石能源消耗带来的环境污染问题越发严重，世界各国都把研究的重心转向了以氢能为代表的新能源研发。目前，制取的氢气中大约90%以上来自以石油、天然气和煤为主的化石原料，电解水方式制氢不足5%。随着化石资源的不断消耗，重整制氢的成本会相应增大；相反，由于太阳能、风能、核能大量用于发电，电解制氢成本将持续下降。同时，电解水制氢还可实现制氢过程“零污染”，极大降低了环境负荷。可以预见，低成本、高效率、绿色化的水电解制氢将是未来制氢工业的核心技术之一，将为社会带来巨大的环境和经济效益。
电解水制氢技术是实现氢经济零碳排放的必要前提。在众多的电解水技术中，碱性电解水技术已经实现商业化100多年，是最成熟、最经济的技术。
碱性电解水技术可使用非贵金属催化剂，具有长期稳定性，成本低。目前电解制氢技术大规模使用遇到的挑战是如何降低能耗和生产成本，提高生产的稳定性和安全性。从整个电解系统出发，每个工业电解槽的平均电解电压在1.8 V 左右，鉴于水的理论分解电压（l.23 V），析氢（HER）和析氧（OER）过电位大约占整个槽电压的1/3，设计开发新型具有优异催化活性的阴阳极电极材料，降低电解过程中电解槽槽压，是提高效率和降低成本的关键。
电解水系统图
一.碱性电解水技术原理
在电解槽中，电解槽由离子膜分为阴、阳两室，两室之间只有离子可以自由穿透。水在液态时会电离为氢离子和氢氧根离子，通电后由于氢离子带正电而向阴极移动；氢离子得到一个电子后变成还原性极强的活性氢，水的氧化还原电位因此改变，由正变负。活性氢不稳定，两个氢原子得到两个电子变为氢气逸出。水电离的可逆平衡遭破坏，为了重新达到平衡，水不断电离，则氢氧根离子不断聚积在阴极被称为碱性电解水。
碱性电解水技术以KOH、NaOH水溶液作为电解质，采用石棉布等作为隔膜，在直流电的作用下将水电解，生成氢气和氧气。
碱性电解水制氢结构原理图
二. 碱性电解水技术发展前景
在众多的析氢催化材料中，过渡金属具有低析氢过电位和低成本的双重优势， Ni 基材料优势最为明显，被公认为贵金属理想的替换材料。对于Ni 基材料的活性改进主要集中于材料的结晶结构设计和尺寸结构设计两个方面。电沉积技术作为实现这两种改进方式的重要手段，在析氢电极的制备中扮演了重要角色。因此，采用电沉积技术，科学、有效、合理的设计电极结晶、尺寸结构，制备催化活性更高且适用于工业电解环境的多元复合电极材料将是今后发展的趋势。
电沉积技术原理图
