不管是碱性还是PEM，电解水制氢机理基本相通，其反应包括阴极析氢反应(HER)和阳极析氧反应(OER)两个半反应，今天一起来分别看看析氧反应(OER)和析氢反应(HER)。

电解水制氢原理：析氧反应(OER)和析氢反应(HER)

1.析氧反应(OER)

析氧反应(Oxygen Evolution Reaction，OER)，指氢氧根离子或水失去电子，生成氧气的过程，发生在电解槽的阴极。

析氧反应(OER)涉及多电子转移过程，动力学反应较慢，是制约整个水电解装置效率的关键因素。不同条件的OER反应步骤不一样：酸性条件下，两个水分子转化为四个质子(H+)和一个氧分子；在中性和碱性介质中，主要是四个氢氧根离子氧化成两个水分子和一个氧分子。

酸性条件下OER的步骤如下:

碱性条件下OER的步骤如下:

其中*表示催化剂表面的活性位点，“ads”表示中间产物(OHads, Oads, OOHads, O2ads)的吸附状态。

电解水制氢原理：析氧反应(OER)和析氢反应(HER)

OER机理示意图

2.阴极析氢反应(HER)

电解水时，质子或水合氢离子在阴极得到电子，发生还原反应，生成氢气析出，该过程简称为氢还原反应(Hydrogen Evolution Reaction，HER)。

阴极析氢反应（HER）可基于Volmer-Heyrovsky机制或Volmer-Tafel机制发生，碱性和酸性条件的演化步骤相似。

碱性条件下HER的步骤如下:

酸性条件下HER的步骤如下:

其中*表示催化剂表面的活性位点，ads表示中间体(Hads)的吸附状态。

电解水制氢原理：析氧反应(OER)和析氢反应(HER)

酸性(左)和碱性(右)介质中的HER机理，图灵科创

来源：综合整理自邃瞳科学云、氢眼所见等

原文始发于微信公众号（艾邦氢科技网）：电解水制氢原理：析氧反应(OER)和析氢反应(HER)

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