1、法拉第定律
法拉第常数F代表每摩尔电子所携带的电荷，单位C/mol，它是阿伏伽德罗数NA=6.02214×10²³mol⁻¹与元电荷e=1.602176×10⁻¹⁹ C的积,
约等于96500C。
也就是说在0℃、标准大气压下，电解析出1mol当量的任何电子都需要96500库仑电，为1法拉第。
1法拉第=96500库仑=96500安培·秒=96500/(60x60)=26.8安培·小时。
2、产氢量计算
在标准情况下，1mol分子的任何气体占有22.4升体积，1mol氢原子也就是1/2mol氢分子在标准情况下为11.2升，那么在一个小室里每安培电流1小时可产出氢为：
V=11.2L/26.8A.h = 0.418NL/A.h = 4.18x10-4Nm3/A.h
∴每台电解槽的产氢量：
VH = 4.18x10-4*n*I*t*η
(VH：Nm3氢量；n：小室数；I：槽电流；t：时间；η：电流效率)
3、单位氢气耗电量计算
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：
Q0=26.8A·h/(11.2/1000)=2393A·h
因此，理论电能消耗W0为：
W0=Q0*U0=2393A·h*1.23V=2943W·h=2.94kW·h
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。
原文始发于微信公众号（坤哥说苑）：电解水制氢法拉第定律
根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书（2020）》预测，2030年中国氢气需求量达3715万吨，2050年达9690万吨。有分析认为，电解水制氢将逐步作为中国氢能供应的主体，在氢能供给结构的占比将在2040、2050年分别达到45%、70%。
因此，在“双碳”背景下，电解水制氢项目成为了市场关注的热点话题。为促进行业信息流通，艾邦建有制氢产业交流群，聚焦氢气生产、碱水/PEM电解槽（隔膜、极板、催化剂、极框、密封垫片等）、PPS、质子交换膜、钛金属、镍网等产业链上下游，设备，材料，配件等配套资源，欢迎大家加入
