純水氫氣發(fā)生器從原理上來講屬于電解制氫，具體的區(qū)別在于核心部件電解槽的類型，即堿性電解槽、基于離子交換技術的聚合物薄膜電解槽和固體氧化物電解槽。

  以下將介紹在實驗室中純水氫氣發(fā)生器使用的堿性電解槽制氫和聚合物薄膜電解槽制氫。

  1.使用堿性電解槽制氫

  堿性電解槽是常用、技術成熟、也經(jīng)濟的電解槽，并且易于操作，在目前廣泛使用，但缺點是其效率低。

  堿性電解槽主要由電源、電解槽箱體、電解液、陰極、陽極和橫隔膜組成。電解液都是氫氧化鉀溶液(KOH)，濃度為20％～30％；橫隔膜主要由石棉組成，主要起分離氣體的作用，而兩個電極則主要由金屬合金組成。

  純水氫氣發(fā)生器堿性電解槽制氫其工作的主要原理是：在陰極，水分子被分解為氫離子（H+）和氫氧根離子（OH-），氫離子得到電子生成氫原子，并進一步生成氫分子（H2）；氫氧根離子（OH-）則在陰、陽極之間的電場力作用下穿過多孔的橫隔膜，到達陽極，在陽極失去電子生成一個水分子和氧分子。

  堿性電解槽制氫的特點是：氫氧根離子（OH-）在陰、陽極之間的電場力作用下穿過多孔的橫隔膜。

  2.聚合物薄膜電解槽制氫

  聚合物薄膜電解槽制氫（PEM），一些地方也稱之為固體聚合物電解質（SPE）水電解制氫。該種原理不需電解液，只需純水，比堿性電解槽安全，電解槽的效率可以達到85％或以上，但由于純水氫氣發(fā)生器（/）在電極處使用鉑等貴重金屬，薄膜材料也是昂貴的材料，故PEM電解槽目前還難以投人大規(guī)模的使用。

  其工作的主要原理是：去離子水被供到膜一電極組件上，在陽極側反應析出氧氣、氫離子和電子；純水氫氣發(fā)生器電子通過電路傳遞到陰極，氫離子以水合的形式(H+·XH20)通過離子交換膜到陰極；在陰極，氫離子和電子重新結合形成氫氣，同時，部分水也帶到了陰極。

  聚合物薄膜電解槽制氫的特點是：氫離子（H+）在陰、陽極之間的電場力作用下穿過離子交換膜。