水电解制氢，是一种利用水电解制取氢气的方法。
它包括水溶液电化学分解和电极反应两个步骤：
1、水溶液电化学分解：
（1）将含碳、氢的化合物溶解于水中形成含碳、氧的水溶液；然后将这些含碳、氧的水溶剂用电极反应生成H2O和CO2；
（2）用碱液中和上述生成的H2O和CO2，得到碳酸钠或碳酸氢钠；
2、电极反应通过使用不同种类的电极材料使水电离出氢气：如石墨电极用于产生H+；铂金属用于产生OH-。
由于不同的金属具有不同特性，因而可以选用不同类型的电极材料来制备气体。目前应用最广泛的为石墨阳极，而其他阴极材料还有氧化铝（AlO2-）、二氧化钛（Ti02）等。
水的电解制氢过程分为三个阶段：
第一阶段是水解反应的阶段：
这一阶段的主要化学反应有：
1、氢氧化钙与水发生复分解反应，生成氢氧化钙和水蒸气混合物以及二氧化碳气体；同时释放出热量Q1及电能E1。
在碱性条件下产生的热可用于加热的反应物进行下一步骤的电化学反应。该过程中释放的热量主要用于维持电解质溶液中水的pH值稳定在8左右，以利于下一个步骤——阳极反应的进行。
2、碳酸盐类与酸发生中和反应并释放热能Q2。在这一环节中产生的热主要用于维持电解质溶液中的PH值稳定在9-10之间，有利于后续工艺条件的实现。
3、二氧化碳气体被吸收并放出热能Q3。这个过程中的能量消耗主要是用于驱动电解槽内活塞做功以完成整个过程的循环过程。
第二阶段是阴极反应的阶段：
这一阶段的其主要化学反应有：
4、氯化铵与水发生复分解反应后产生氯气和水蒸气的混合物及大量的热量Q4。该环节所产生的能量主要用于驱动电解装置内的电机做功以满足后续工序的需求。
另外在该环节中会产生一部分氨气用来保护氨化塔中的亚硫酸纸浆层不被腐蚀从而延长其使用寿命。
5、过量的氨气和氧气会发生氧化还原反应产生水蒸气及少量的热量Q5和电能E6。其中所消耗的能量主要为驱动氧化还原设备做功以保证系统的正常运转和维护工作正常运行。
