水电解制氢设备的制氢量衡算和电能消耗
1、法拉第定律
电解水溶液制氢时，在物质量上严格遵守法拉第定律：各种不同的电解质溶液，每通过96485.309C的电量，在任一电极上发生得失1 mol电子的电极反应,同时与得失1 mol电子相对应的任一电极反应的物质量亦为1mol。
F=96485.309C/mol称为法拉第常数，它表示每摩尔电子的电量。在一般计算中，可以近似取F=96500C/mol。根据拉第定律，可以得到下式：
M=kIt=kQ
式中 k——表示1h内通过1A电流时析出的物质量，g/(A·h)；
I——电流，A；
t——通电时间，h；
m——电极上析出的物质的质量，g；
Q——通过电解池的电荷量，A·h。
由于库仑单位很小，所以工业上常用的电荷量单位是安培·小时，它与法拉第常数F的关系是：
1F=96500/3600=26.8 A·h
2、制氢量衡算
从法拉第定律可知，26.8A·h电荷量能产生0.5mol的氢气，在标准状态下，0.5mol氢气占有的体积是11.2L，则1A·h电荷量在一个电解小室的产气量应为
（A·h）
如果考虑电流效率，那么每台电解槽每小时的实际产氢量应为：
m3
式中 m——电解槽的电解小室数，m=
I——电流，A；
t——通电时间，h；
——电流效率，%。
同样地，可以计算出氧气的产气量，它正好是氢气产气量的1/2。
3、电能的消耗
电能消耗W与电压U和电荷量Q成正比，即
W=QU
根据法拉第定律，在标准状况下，每产生1m3的氢气的理论电荷量Q0为：
因此，理论电能消耗W0为：
式中：U0为水的理论分解电压，U0=1.23V。
在电解槽的实际运行中，其工作电压为理论分解电压的1.5~2倍，而且电流效率也达不到100%，所以造成的实际电能消耗要远大于理论值。目前通过电解水装置制得1m3氢气的实际电能消耗为4.5~5.5kW·h。
4、电解用水消耗
电解用水的理论用量可用水的电化学反应方程计算：
通电 2H2O 2H2↑+O2↑
KOH
2×18g 2×22.4L
xg 1000L
式中：x为标准状况下，生产1m3氢气时的理论耗水量，g；22.4L为1mol氢气在标准状况下的体积。
x/18=1000/22.4
x=804g
在实际工作过程中，由于氢气和氧气都要携带走一定的水分，所以实际耗水量稍高于理论耗水量。目前生产1m3氢气的实际耗水量约为845~880g。