Производство водорода методом электролиза воды основано на электрохимическом разложении воды на водород и кислород. В процессе электрическая энергия внутри установки производства водорода преобразуется в химическую энергию в виде молекулярного водорода, пригодного для дальнейшего хранения, транспортировки и использования.

• Ключевым элементом установки производства водорода является электролизер, оснащенный анодом, катодом и электролитом, который может быть представлен водным раствором или твердым электролитом.
• При подаче постоянного электрического тока молекулы воды на катоде принимают электроны и подвергаются восстановлению с образованием водорода. Реакция на катоде: 2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻.
• На аноде молекулы воды отдают электроны и подвергаются окислению с образованием кислорода. Реакция на аноде: 2H₂O − 4e⁻ → O₂↑ + 4H⁺.
• Общая реакция: 2H₂O → 2H₂↑ + O₂↑. Электролит обеспечивает перенос ионов и поддерживает непрерывность электрохимической реакции.

Требуется стабильный источник питания постоянного тока для обеспечения электрической энергией процесса электролиза.

Выбор электролита влияет на эффективность реакции. Наиболее распространенные типы включают: щелочной электролит, протоннообменную мембрану и твердооксидный электролит.

Рабочая температура и давление подбираются в зависимости от типа электролита с целью повышения эффективности электролиза и поддержания высокой чистоты получаемых газов.