1樓：
同學，電解水是存在過電勢的；目前鹼性氛圍下（一般都在鹼性，畢竟鹼性環境下可以用便宜的鐵鈷鎳鉬鎢）10 mA cm-2電流密度時的過電位一般做到1.5V以內就非常好了。相對於理論分解點位1.
23V，一般要多出250+mV的過電位。沒辦法，HER（析氫反應）這邊還好，OER（析氧反應）這邊設計四電子轉移，是動力學慢反應，過電位很大（目前活性最高的鎳基材料理論上生成四價鎳活性中間體就需要100mV的過電位，考慮到動力學因素，能做到150mV就不錯了）。
2樓：
實驗室的研究結構證明還是有可能的，但是量產可能會是最大的問題，畢竟實驗室的研究和工業化的應用不可相提並論。但是一直研究下去，獲得高效電解水的催化劑還是有希望的。
另外反對張紅liyifeng的說法，電解水催化劑一直也是研究的熱點。原因有很多。首先不是所有的電網系統都具備持續供電的，風能潮汐能還有一些太陽能，可能都無法併入電網；火電也存在峰值低谷，低谷選擇停機是不現實的，而把電能轉化為化學能儲備起來明顯是最好的解決辦法。
另外，氫能具有高能量密度 、零排放和儲量豐富等優點，單就燃料而言，比化石燃料好得多（化石燃料拿來燒，說句實話就是在浪費化石燃料）。相比於光解水，電解水相對難度低很多，也比較有希望市場化。
有人說背個氫氣瓶上路太坑了！對於這種事來說，在科技領域不都是這麼過來的麼！解決了上游問題，下游自然能得到發展
3樓：喜樂呵
我喜歡簡答~~~
你去查查文獻，光催化分解水製氫氣的效率是多少，穩定性如何？不超過1%，穩定性靠天吃飯。
太陽能電池的效率，單晶矽光伏器件（商業化的）穩定在20%已經很常見。
電解水的法拉第效率可以輕鬆90%以上，換算一下，這時候太陽能變氫氣的效率，系統做的爛一點，估算低一點，10%很容易的事情。
有人說為什麼不直接太陽能---電能？那麼陰天呢？下雨呢？晚上呢？氫能源還是相對高效的儲能方式，效率不如鋰離子電池，但是能量密度是超過鋰離子電池的（暫時）。
那麼，理論上高效的電解水催化劑是啥？Pt。。。及其合金，現在沒有效能和穩定性同時超過他們的，搞科研吹牛啥啥啥可以，能幹活的現在還是他們。
4樓：風博
先談通過電能直接來電解水，概念上來講，電量和電能之間是有很大的區別的，比如拿目前比較熱門的鋰離子電池來說，電子從負極流出，最終回到正極，在這一過程中，電池本身從原理上講電量是守恆的，但電子相對於真空能級所處的能級發生了變化，直觀來講就是電池輸出了電能，如果想要更深入的理解的話請參照能級圖，比如下面這張[1]。
那對於電解水來說，電量本身基本是守恆的，但能量在這一過程中發生了轉化，從電能轉化為了化學能。既然電解水是消耗電能的，那這個電能的多少是由什麼來表徵的呢？從初中學到的Q=UIt，來說在單位時間內，達到10 mA cm-2電流密度時的電勢就是表徵電解水電極活性和電解水裝置耗能的重要引數。
此外，電解水反應在陰極和陽極分別對應著析氫反應和析氧反應，兩個反應平衡電極電勢之差為1.23V，而在實際的器件中，電解水的電壓是大於這乙個值的，電化學中把兩者的差值稱為過電勢，電解水中的過電勢通常由兩個反應對應催化劑的活性來決定，而電解水的催化劑也是目前研究的重點和熱點。目前所研究的催化劑的種類還是比較多的，比如我的文獻庫中的整理。
再來講第二種方式，也就是光催化電解水，能分的類也是比較多的，常見的是光催化劑-助催化劑體系（細分的話還有很多，參見[2]）。由於其中同時涉及到了光催化和電催化，需要考慮的因素也就比較多了，除了光催化主要需要考慮的能帶結構和電催化需要考慮的催化活性之外，兩者之間能帶結構的匹配和介面調控也是需要細緻分析的。
此外，採用商業化的太陽能電池也能達到類似的效果，比如採用GaAs商業化太陽能電池，具體見下圖[6]。
總的來說，電解水產氫產氧的研究是比較多的，隨著研究的進展，能量轉化效率會隨著新材料的研究而不斷提高，但是從實用化的角度來講，比如如果說氫氧燃料電池能夠作為汽車的動力系統使用的話，通過太陽能向電能進而向氫能轉化是乙個比較可取的方式。關於太陽能也可以轉化為電能，為什麼不直接採用太陽能電池來供電呢？從能量轉化的角度來講，這當然可以，但是在實際應用中，太陽能電池主要用於低功率型的應用中，而對於汽車這類應用，在起步和加速的時候是需要高功率型的供能裝置的，所以氫氧燃料電池還是有用武之地的。
[1] GOODENOUGH J B, KIM Y. Challenges for Rechargeable Li Batteries [J]. Chemistry of Materials, 2010, 22 (3):
587-603.
[2] 常曉俠, 鞏金龍. 表面反應在半導體光催化水分解過程中的重要性 [J]. 物理化學學報, 2016, (01): 2-13.
[3] LUO J, IM J-H, MAYER M T, et al. Water photolysis at 12.3% efficiency via perovskite photovoltaics and Earth-abundant catalysts [J].
Science, 2014, 345 (6204): 1593-1596.
[4] CHEN Y S, MANSER J S, KAMAT P V. All solution-processed lead halide perovskite-BiVO4 tandem assembly for photolytic solar fuels production [J]. J Am Chem Soc, 2015, 137 (2):
974-981.
[5] GURUDAYAL, SABBA D, KUMAR M H, et al. Perovskite-Hematite Tandem Cells for Efficient Overall Solar Driven Water Splitting [J]. Nano Lett, 2015, 15 (6):
3833-3839.
[6] SIVANANTHAM A, GANESAN P, SHANMUGAM S. Hierarchical NiCo2S4Nanowire Arrays Supported on Ni Foam: An Efficient and Durable Bifunctional Electrocatalyst for Oxygen and Hydrogen Evolution Reactions [J].
Advanced Functional Materials, 2016, 26 (26): 4661-4672.
20180817更
[7] H. Zhou, F. Yu, Q.
Zhu, J. Sun, F. Qin, L.
Yu, J. Bao, Y. Yu, S.
Chen, Z. Ren, Water splitting by electrolysis at high current densities under 1.6 volts, Energy Environ.
Sci. (2018).
5樓：conanismine
如果效率是百分之一百。那麼根據法拉第定律，如果你的電解裝置中通過的電量Q，那麼產生氫氣的量就是Q/96500/2，產生氧氣的量就是Q/96500/4。也就是說，在你使用特別好的催化劑，也沒有散熱，電阻，氣體壓力等帶來的能量損失的理想情況下，你消耗電能所獲得的氫氣量最多這麼多。
至於為啥要電解水製氫，除了太空軍事等特殊領域的應用。氫氣可以直接用在汽輪機和燃料電池裡，也可以間接和二氧化碳等作用形成小分子燃料，作為重要化學品之一，用於合成氨工業。因為傳統的天然氣重整製氫汙染大，純度不高。
所以在清潔可再生能源的大趨勢下，勢必發展電解水製氫技術。
另外研究電解水技術，也不一定是為了轉換成氫氣。氫氣只是最簡單的形式。
6樓：吳帥
能用太陽能電解，為什麼不用太陽能發電呢？帶個氫氣瓶上路很爽麼= =
說話我能想到的就是氫氣燃燒時產生的純淨水= =
要不要用個管子接起來~
7樓：
首先贊同@張紅的觀點。事實上，現在確實主要以太陽能分解水為主要方向。例如利用光合作用的機理將太陽能轉化成燃料，或者是超分子人工酶和模擬酶等。
8樓：張紅
實際上現在研究的最多的是用於太陽能分解水的催化劑。用乙個二次能源（電）分解水得到三次能源（氫氣）是非常不可取也是常見典型的錯誤。因為能量轉換過程本身有一定損耗。
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