一、电解水制氢
多采用铁为阴极面，镍为阳极面的串联电解槽（外形似压滤机）来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。阳极出氧气，阴极出氢气。该方法成本较高，但产品纯度大，可直接生产99.7%以上纯度的氢气。
二、水煤气法制氢
气用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气。
净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO，可得含氢量在80%以上的气体，再压入水中以溶去CO，再通过含氨蚁酸亚铜溶液中除去残存的CO而得较纯氢气，这种方法制氢成本较低产量很大，设备较多，在合成氨厂多用此法。
三、由石油热裂的合成气和天然气制氢
石油热裂副产的氢气产量很大，常用于汽油加氢，石油化工和化肥厂所需的氢气，这种制氢方法在世界上很多国家都采用，在中国的石油化工基地如在庆化肥厂，渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气 也在有些地方采用。
四、焦炉煤气冷冻制氢
把经初步提净的焦炉气冷冻加压，使其他气体液化而剩下氢气。
五、电解食盐水的副产氢
在氯碱工业中副产多量较纯氢气，除供合成盐酸外还有剩余，也可经提纯生产普氢或纯氢。
扩展资料：
人工生产氢气，最为众所周知的方法莫过于电解水制氢。
但是这种传统的方法并不经济，生产相当于一升汽油热量的氢气，至少需要消耗45度电能，况且人类电能本来已经非常缺乏。生产清洁的氢能源，关键在于能够寻找到一种没有污染耗能少的方法，从含氢最丰富的资源——水中提取出氢分子来。
百度百科-氢气
先经脱硫，分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除，再经过经甲烷化作用。
天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气；
其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.10.3体积），经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。
扩展资料合成氨主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤等。
1981年，世界以天然气制氨的比例约占71%,苏联为92.2%、美国为96%、荷兰为100%；中国仍以煤、焦炭为主要原料制氨,天然气制氨仅占20%。
70年代原油涨价后，一些采用石脑油为原料的合成氨老厂改用天然气，新建厂绝大部分采用天然气作原料。
从世界燃料储量来看，煤的储量约为石油、天然气总和的10倍，自从70年代中东石油涨价后，从煤制氨路线重新受到重视，但因以天然气为原料的合成氨装置投资低、能耗低、成本低的缘故,预计到20世纪末，世界大多数合成氨厂仍将以气体燃料为主要原料。
百度百科--合成氨
工业制氢的主要方法有以下四种：
1） 天然气（含石脑油、重油、炼厂气和焦炉气等）蒸汽转化制氢；
2） 煤（含焦炭和石油焦等）转化制氢；
3） 甲醇或氨裂解制氢；
4） 水电解制氢。
几种氢气生产方法的氢气成本和适合的规模如下：
序号 工艺路线氢气成本 通常的适合规模
1 天然气蒸汽转化0.8~1.5 元/Nm3200~20x104
2 石脑油蒸汽转化0.7~1.6 元/Nm3500~20x104
3 甲醇裂解1.8~2.5 元/Nm3 50~500 NM3
4 液氨裂解2.0~2.5 元/Nm310-200
5 水电解3 .0~4.0 元/Nm3 10-200
6 煤炭气化0.6~1.2 元/Nm31000~20x104
新能源 汽车 被“续航技术和充电技术”两座大山压着，行业发展受到限制，而氢燃料 汽车 有效解决这两个问题，成为各国最有可能普遍推行的能源出行方案。
实际上，能源结构调整势在必行，世界各国都非常重视环境问题，以低碳化、无碳化及低污染作为能源政策的目标。而氢能源是一种能量密度高并且无污染的理想清洁能源，能够减少温室气体和细颗粒物的排放，各国纷纷将氢能源作为未来新能源的战略方向，2020年已有20个国家或联盟制定了《国家氢能战略》。
氢燃料 汽车 是氢能源应用的一个行业案例，氢能产业链还包括上游制氢、中游储运以及下游加氢站等多个环节。目前在国内能源结构中，化石能源能占到80%以上，但国内制氢端氢能供给约占全球份额的三分之一，下游可开发潜力非常大。作为清洁能源最理想的能源方案，氢能源产业链大概率将站上投资风口。
上游“制氢”资源丰富
制氢是氢能产业链上游，制氢手段多样，但主要通过化石能源获取，目前全球平均氢气有48%来源于天然气、30%来自于副产氢，18%来源于煤炭，而中国的氢能源结构恰恰相反，由于资源禀赋以煤炭为主，煤制氢占比62%，天然气制氢占19%。制氢的方法不同，获取成本也不同。
我国的煤炭资源丰富，煤制氢技术是目前主流的制氢技术之一，其技术路径是煤炭通过气化转化成合成气，再经水煤气变化分离处理，提取高纯度的氢气，其获取成本比其他化石能源要低，成本在0.9-1.2元/每立方。煤制氢相关的企业比如国家能源集团以及中国石化（600028）等。
目前市场较低成本的为焦炉煤气制氢，焦炉煤气制氢是炼焦的副产品，其装置具有自动化程度高，操作简单及节能降耗等优点，获取成本仅在0.7-1元/每立方，远低于其他制氢方式。而我国是全球最大的焦炭生产国，国内焦炭产量占据了全球六成份额，制氢资源丰富，这方面的龙头企业包括美锦能源（000723）及中国旭阳（01907）。
而国内因缺乏天然气资源，大部分都依赖进口，天然气制氢份额并不高。天然气制氢主要分为蒸汽重整制氢、绝热制氢、部分氧化制氢、高温裂解制氢和自热重整制氢。目前国内外主流制氢方式是蒸汽重整制氢，制氢成本相对较高，在1.3-1.5元/每立方，高于煤制氢的成本水平。
电解水制氢是在由电极、电解质与隔膜组成的电解槽中，在电解质水溶液中通入电流，水电解后，在阴极产生氢气，在阳极产生氧气，主要成本为电费，但由于耗电量大，成本高昂，在所有制氢工艺中较高，达到3元/每立方。近几年来，风电及光伏等新能源崛起，为该工艺带来了成本下降，主要上市标的为上海电力（02727）及节能风电（601016）。
从目前主流的制氢工艺看，煤制氢和焦炉煤气制氢是成本相对较低，且资源储量较大，最有效的制氢方式。而各国都在加大对氢能源的政策支持及资本投入力度，2021年国内多个省份出台氢能产业规划，为上游制氢企业带来快速发展良机，利好煤炭龙头及焦炭龙头的氢能布局。
中国旭阳是全球最大的独立焦炭生产商及供货商，规模优势明显，该公司充分利用焦化产业副产品氢气资源，开拓制氢业务。该公司近期动作频繁，如携手河北定州市及内蒙古呼和浩特市打造氢能产业基地，目前定州园区氢能项目一期氢气纯化及充装系统产能为1.2万立方米/天，2020年7月已投产。
中下游的“发展瓶颈”
储运氢技术是制约氢能源发展的主要障碍之一，氢的储存方式主要有高压气态储氢、低温液态储氢、有机液态储氢和固态储氢。而我国目前储存氢能的方式有高压气态储氢和低温液态储氢两种，有机液态储氢和固态储氢尚处于示范阶段，目前主流的为高压气态储运氢技术，技术相对成熟。
智通 财经 APP了解到，高压气态储氢具有成本低、能耗低及充放速度快的特点，但储氢量较小，储氢重量仅为瓶重的1%，主要分为三种，车用储氢罐、运输储氢罐、固定式储氢设备。由于氢能源车发展，车用储氢罐为主要的方式，70MPa碳纤维缠绕Ⅳ型瓶是国际主流技术。
而国内而言，技术相对落后，35MPa碳纤维缠绕Ⅲ型瓶是主要的储氢方式，但35MPa储氢气瓶技术已基本成熟，70MPa逐步应用及推广，有望实现和国际接轨。该领域的参与标的包括中材 科技 （002080），拥有几十种规格35MPa氢气瓶，沈阳斯林达储氢瓶年产能为70万只，生产的70MPa氢瓶已通过型式试验。
值得一提的是，固态储氢是有望成为未来主流储氢的方式，该方式利用过渡金属或合金与氢反应，以金属氢化物形式吸附氢，然后加热氢化物释放氢，这种储氢方式适应氢燃料电池 汽车 发展，是最具发展潜力的一种储氢方式。
2020年12月份，潍柴 汽车 （02338）公告将定增130亿元，募资投向中有20亿元用于燃料电池（包括固态电池）项目。
加氢站缺乏也是制约氢能源发展的主要障碍之一，截止2019年底，全球加氢站数量仅为450座，国内的不足100座。加氢站是燃料电池 汽车 充装燃料的场所，根据其站内氢气储存相态不同，分为气氢加氢站和液氢加氢站，全球约有3成是液氢加氢站，国内的主要为高压储氢加氢站。
从政策上看，国家鼓励加氢站假设，2014年就出台了加氢站建设补贴方案，2019年，推动加氢设施建设首次写入政府工作报告，此外，在大力发展新能源 汽车 的同时，也在加大对氢基础设施建设，如四部委发布的《关于进一步完善新能源 汽车 推广应用财政补贴政策的通知》，就有提到提出地方补贴需支持加氢基础设施。
从标的上看，布局加氢站的企业包括嘉化能源（600273）、美锦能源（000723）以及雄韬股份（002733）等。其中美锦能源控股云浮锦鸿60%的股权和国鸿氢能9.09%的股权，布局氢能和燃料电池全产业链，雄韬股份持有雄众氢能30%的股权，目前雄众氢能已建成武汉汉南加氢站。
氢燃料电池是氢能源最有效的利用方式，主要为目前交通工具动力系统为燃油燃烧驱动，是环境污染的主要原因之一，而电动系统因续航及充电时间得不到有效解决，发展受到限制，氢燃料系统则有效解决燃油机及纯电动 汽车 的痛点。实际上，氢燃料电池是一种非燃烧过程的能量转换装置，而非储能装置。
氢燃料电池通过电化学反应将空气的化学能转化为电能，结构单元主要由膜电极组件和双极板构成，其中膜电极组件反应发生的场所。氢燃料电池属于氢能源应用一环，也产生了相应的产业链链条，上游包括氢气和膜电极及双极板等零部件，中游主要为发动机系统及电堆，下游主要为整车企业。
科创板上市公司亿华通（688339）是在资本市场上唯一一家纯氢燃料电池核心部件的上市企业，该公司主要产品为燃料电池发动机，2019年全国燃料电池 汽车 销量2737辆，而亿华通燃料电池发动机销量498套，市占率达到18.2%，远高于排第二的国鸿氢能。亿华通开启了行业资本化先例，氢能源产业链资本化已然成为趋势。
此外，制氢龙头企业也在积极布局产业链，如2020年12月，中国旭阳成立定州旭阳氢能有限公司，积极 探索 园区在氢能源存储、运输和燃料相关电池领域的布局发展。定州旭阳氢能公司或将成为中国旭阳在氢能产业链上最重要的运营载体，而规模及成本优势下，通过与政府合作模式，中下游的布局有望加速，并率先占领市场份额。
火箭用氢的制取方法比较简单，工业上十分普遍。
氢气常用的工艺制法是甲醇的催化裂化及变压吸附的净化过程来完成，其反应方程式如下：
主反应：CH3OH＝CO＋2H2－90.7kj/mol
CO＋H2O＝CO2＋H2＋41.27kj/mol
总反应：CH3OH＋H2O＝CO2＋3H2－49.57kj/mol
副反应：2CH3OH＝CH3OCH3＋H2O＋24.97kj/mol
CO＋3H2＝CH4＋H2O＋206.37kj/mol
甲醇催化转化工艺过程包括：原料汽化过程、催化转化反应、转化气冷却冷凝以及净化等。 原料汽化过程是指在加压条件下，将甲醇和脱盐水按规定比例混合，用泵送入系统进行预热汽化过热至转化温度的过程。在规定温度和压力下，原料混合气在转化器中进行气相催化反应，同时完成催化裂解和转化两个反应。将转化气下部出来的高温转化气经冷却和冷凝降到常温。含有氢气、二氧化碳和少量甲醇、水的低温转化气，进入净化塔用脱盐水洗涤吸收有机物的过程。
变压吸附分离气体的工艺从甲醇裂解气中提取氢气。原理是利用吸附剂对甲醇裂解气中H2O、CO2、C0、CH4的选择性吸附和吸附剂对这些杂质气体的吸附容量是随压力变化而有差异的特性。在吸附剂选择吸附条件下，高压吸附除去气体中杂质，达到饱和后降低吸附塔压力，杂质脱附使吸附剂再生，整个操作过程是在环境温度下进行。经过以上两部分得到的氢气纯度在99.9%以上。
人们对运动和饮食这些健康方法或预防医学工具能广泛接受，关键原因就是这些方法的安全性非常高，运动和饮食是日常生活方式，促进健康的运动和饮食是日常生活方式优化。人们不会担心这些方法的安全性问题。对这些方法的效果也基本上有共识。对安全性非常高的方法，有可能的效果，就可以被广泛接受。这就是健康医学的特点和现状，也一定是未来长期的状况。
安全性非常高，有一定效果，具有普适性，是健康医学工具的基本特点。氢气就具有这样的明显特点，应该作为一种健康医学工具广泛推广。
我认为，作为一种健康促进手段，氢气就是知难行易。首先，我们对氢气医学效应的分子基础并不完全理解，这不妨碍我们使用氢气。因为健康方法的原则是，要有效果，不一定知道具体原因。其次，氢气作为一种健康促进方法，具有简单容易实现的特点，也具有效应广泛，受众普遍的特征。最重要的是，氢气对人的安全性极大，甚至比运动和饮食的安全性都要高。健康医学重点是预防疾病，预防的工具不能有任何潜在危害，否则和目标相悖，氢气医学的安全性大正好符合安全性的至高要求。
什么是健康饮食讲起来容易，其实很难确定，甚至不可能确定，因为人和人不一样。老虎吃肉，牛羊吃草，猪吃杂食，人和人虽然不同于动物那么大差异，东西方人对健康饮食可能有不同要求。运动就更复杂了，只不同年龄就有不同的最佳运动量和运动形式，不同个体也需要有不同的合理运动方法。氢气由于安全系数特别高，使用的尺度大，方法多样，灵活性都超过了这些最广泛认可的健康生活方式。
从行之难易程度看，许多健康医学工具，例如运动和饮食，需要长期的坚持才有更好效果，这些方法往往和生物生存逻辑也存在一定冲突，并不是那么容易坚持的。所谓行易只是从学术角度看，从现实角度，知难行也难。但是氢气健康工具，例如喝氢水，可以在不改变任何生活习惯的情况下实施，过去曾经说氢气是不改变生活方式的健康促进方法，就是这个意思。
所以从安全和行动容易程度看，氢气是最佳健康生活方式。
氢气的来源比较广泛，主要有化石能源制氢、含氢物质制氢、化工副产物氢气回收、太阳能和风能制氢。化石能源制氢包含煤气化制氢、天然气重整制氢和甲醇裂解制氢，含氢物质制氢包含水电解制氢、氨分解制氢和硼氢化钠水解制氢，化工副产物氢气回收包含烧碱、焦炭和轻油裂解等。
氢气是一种重要的工业气体。工业上制取氢气，依据原料、设备和成本情况，以及对氢气纯度的要求，可分别采取以下多种方法制取。) v( K% j+ ]+ R* g
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①电解法将直流电通过铂电极（或其它惰性材料）通入水中，在阴极可以得到氢气，纯度高达99.5~99.8%：
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氯碱工业电解饱和食盐水制氯气和烧碱时，也同时得到副产品氢气：
4 {9 O) T: c8 q, h
②水煤气转化法 将水蒸气通过炽热的焦炭层制得水煤气：二氧气化碳溶于水，通过加压水洗即得到较纯净的氢气。
8 F1 A% x7 t6 ge! L6 j8 }w9 G4 p+ p5 b
③烃类裂解法 碳氢化合物经过高温裂解，裂解气中含有大量氢气，经过低温冷冻系统，可得到90%的氢气。如甲烷裂解：
& T. A1 @* D( k6 B) f
' Lz+ {1 |) J( |3 n
④烃类蒸气转化法 碳氢化合物在高温和催化剂的作用下与水蒸气作用，可以得到主要含氢气和一氧化碳的一种混合气体，例如：氢气的工业制法之二
工业上制取氢气有下列几种方法：# J& y2 e- y( B. X9 S4 b. K2 L/ D0 s
在阴极上 4H++4e===2H2# B9 O! N9 X& {; P/ C% n
在阳极上 4OH-====2H2O+O2+4e
& T2 y" T- d* w: Y* R因为H+和OH-来自H2O的电离，所以电解H2O的反应是：
( ]" D/ E3 b* l" M
' l) i* E# E+ Q1 g0 i9 M用这种方法制得的氢气，含杂质很少，其纯度为99.7%~99.8%。
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9 s* J& c_, w（2）电解食盐水法
n! T. u8 V; F0 V+ O+ m( ~6 n在氯碱工业中，电解食盐的饱和溶液，温度控制在70~80℃，除得到氯气和氢氧化钠外，同时可制得氢气。主要反应如下：
3 l1 n0
! l0 T' S在阳极上 2Cl-====Cl2+2e
$ G; ^% v~" k9 @7 z$ I在阴极上 2H++2e====H2
8 Y) J. Jn. k# k' k在阴极附近积集了OH-离子和Na+离子。
7 H! x8 k( D5% g5 P$ c/ d
) w6 T. }Z+ U（3）水煤气转化法先将水蒸气通过灼热的无烟煤或焦炭，制得水煤气：8 W/ H% a- a3 y' a* B/ v/ v% c2 Y
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再将水煤气与过量水蒸气混合，在450~550℃和催化剂的作用下，使水煤气中的一氧化碳转化为二氧化碳，并增加了混合气体中氢气的含量。" c& q( B: e4 k, G$ m; _' {( m
最后将二氧化碳和氢气的混合气体加压（12~30大气压），经过水洗或用氨水吸收以除去二氧化碳，而分离出氢气。
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3 k/ M+ t. f8 G. j!! Ei, l! }（4）从天然气、炼厂气（石油炼制厂的副产气体）、油田气等气体燃料中获得氢气。+ U3 [- b* c2 p
) {; z1 i# S! h" G9 p在这些燃料气体中都含有大量的碳氢化合物。在一定条件下，可以和水蒸气或氧气反应，生成一氧化碳和氢气。例如，以甲烷为主要成分的天然气（甲烷含量在95%以上）和水蒸气在800~1000℃时以镍为催化剂，即可转化为一氧化碳和氢气。' ~7 I( L# D& I( }
又如，在炼厂气中含有氢气和甲烷9~40%，其它碳氢化合物91~60%，在高温下，借催化剂的作用，将氧气和过量的炼厂气进行部分氧化反应，可制得一氧化碳和氢气。/ T4 m2 K' y7 u# m) S- t" U
0 J* T2 j( E3 f2 |( y.
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从上述一氧化碳和氢气的混合气体分离出氢气的方法，与水煤气转化法相同。
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氢气的工业制法之三
工业上制氢气要考虑到原料、能量来源、成本和设备情况，也要根据所需氢气的纯度和用量来制造氢气，现把主要方法简介于下：- X) {' H# r; p% `7 W$ x% `①电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等，②粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂，③制取多晶硅、锗等半导体原材料，④油脂氢化，⑤双氢内冷发电机中的冷却气等。像北京电子管厂和科学院气体厂就用水电解法制氢。
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二、水煤气法制氢6 G5 @4 O+ V. @% ^@$
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l0 n" W& j( ~# |% M- N; f用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气（C+H2O→CO+H2─热）。净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2（CO+H2O→CO2+H2）可得含氢量在80%以上的气体，再压入水中以溶去CO2，再通过含氨蚁酸亚铜（或含氨乙酸亚铜）溶液中除去残存的CO而得较纯氢气，这种方法制氢成本较低产量很大，设备较多，在合成氨厂多用此法。有的还把CO与H2合成甲醇，还有少数地方用80%氢的不太纯的气体供人造液体燃料用。像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法。
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& W6 s! c3 p三、由石油热裂的合成气和天然气制氢/ x+ a: T8 bS$ b0 z: f
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/ ~r! b- N* [石油热裂副产的氢气产量很大，常用于汽油加氢，石油化工和化肥厂所需的氢气，这种制氢方法在世界上很多国家都采用，在我国的石油化工基地如在庆化肥厂，渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气3 Q% `+ P7 i; [/ f5 s4 m; z
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也在有些地方采用（如美国的Bay、way和Batan Rougo加氢工厂等）。
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四、焦炉煤气冷冻制氢
3 t- v9 j2 z5 b* K2 B1 z1 E# p6 O( m! f+ M* Q; D
把经初步提净的焦炉气冷冻加压，使其他气体液化而剩下氢气。此法在少数地方采用（如前苏联的Ke Mepobo工厂）。: k5 i8 c, e) u) r
& A* Q. d: e+ w! [9 [
五、电解食盐水的副产氢
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在氯碱工业中副产多量较纯氢气，除供合成盐酸外还有剩余，也可经提纯生产普氢或纯氢。像化工二厂用的氢气就是电解盐水的副产。) U& @. V- Z" c9 E( A$ |
! w# w* k( d* n3 T3 T6 p( D六、酿造工业副产9 c9 K& V+ E+ t- d
( d. ^( C# [: X6 w' J' k用玉米发酵丙酮、丁醇时，发酵罐的废气中有1/3以上的氢气，经多次提纯后可生产普氢（97%以上），把普氢通过用液氮冷却到─100℃以下的硅胶列管中则进一步除去杂质（如少量N2）可制取纯氢（99.99%以上），像北京酿酒厂就生产这种副产氢，用来烧制石英制品和供外单位用。# g0 N$ `& ~; r" B/ ]
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七、铁与水蒸气反应制氢
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C但品质较差，此系较陈旧的方法现已基本淘汰。
; p3' j$ n9 b[附]纯氢供应到用户后还有的要再提纯（如处理坡莫合金），其法系通过分子筛，105催化剂，再通过分子筛，最后用钯银合金薄管过滤可得99.99999%纯度的氢气
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