一、電解水製氫
電解水製氫是目前應用較廣且比較成熟的方法之一。水為原料製氫過程是氫與氧燃燒生成水的逆過程，因此隻要提供一定形式的能量，則可使水分解。提供電能使水分解製得氫氣的效率一般在75％～85％，其工藝過程簡單，無汙染，但消耗電量大，因此其應用受到一定的限製。目前水電解的工藝、設備均在不斷的改進：對電解反應器電極材料的改進，以往電解質一般采用強堿性電解液，近年開發采用固體高分子離子交換膜為電解質，且此種隔膜又起到電解池陰陽極的隔膜作用，在電解工藝上采用高溫高壓參數以利於反應進行等。但水電解製氫氣耗電能高，一般電解出每立方米氫氣耗電為4．5～5．5千瓦·時左右。電能可由各種一次能源提供，其中包括礦物燃料、核能、太陽能、水能、風能及海洋能等等，核能、水能和海洋能其資源豐富，能長期利用。我國水力資源豐富，利用水力發電，電解水製氫有其發展前景。太陽能取之不盡，其中利用光電製氫的方法即稱為太陽能氫能係統，國外已進行實驗性研究。隨著太陽能電池轉換能量效率的提高、成本的降低及使用壽命的延長，其用於製氫的前景不可估量。同時，太陽能、風能及海洋能等也可通過電解製得氫氣並用氫作為中間載能體來調節、貯存轉化能量，使得對用戶的能量供應更為靈活方便。供電係統在低穀時富餘電能也可用於電解水製氫，達到儲能的目的。我國各種規模的水電解製氫裝置數以百計，但均為小型電解製氫設備，其目的均為製得氫氣作原料而非作為能源。對電解反應中電極過程、電極材料等方麵課題南開大學、首都師範大學等單位均曾開展研究，隨著氫能應用的逐步擴大，水電解製氫方法必將得到發展。
以水為原料的熱化學循環分解水製氫方法，避免了水直接熱分解所需的高溫（3727℃以上），且可降低電耗，深受人們的重視。該方法是在水反應係統中加入一中間物，經曆不同的反應階段，最終將水分解為氫和氧，中間物不消耗，各階段反應溫度均較低。如美國通用原子能公司（GA公司）提出的硫—碘熱化學製氫循環：2H2O＋SO2＋I2H2SO4＋2HIH2SO4＋2HI2H2＋O2＋SO2＋I2，淨反應為H2OH2＋O2。近年已先後研究開發了20多種熱化學循環法，有的已進入中試階段，我國在該領域基本屬空白，應積極趕上。
二、光化學製氫
正在探索的太陽能製氫技術有以下幾種：
1.太陽熱分解水製氫。熱分解水製氫有兩種方法，即直接熱分解和熱化學分解。前者需要把水或蒸汽加熱到3000℃以上，水中的氫和氧才能夠分解，雖然其分解效率高，不需催化劑，但太陽能聚焦費用太昂貴。後者是在水中加入催化劑，使水中氫和氧的分解溫度降低到900℃～1200℃，催化劑可再生後循環使用，目前這種方法的製氫效率已達50%。
2.太陽能電解水製氫。這種方法是首先將太陽能轉換成電能，然後再利用電能來電解水製氫。
3.太陽能光化學分解水製氫。將水直接分解成氧和氫是很困難的，但把水先分解為氫離子和氫氧離子，再生成氫和氧就容易得多。基於這個原理，先進行光化學反應，再進行熱化學反應，最後再進行電化學反應即可在較低溫度下獲得氫和氧。在上述三個步驟中可分別利用太陽能的光化學作用、光熱作用和光電作用。這種方法為大規模利用太陽能製氫提供了實現的基礎，其關鍵是尋求光解效率高、性能穩定、價格低廉的光敏催化劑。
4.太陽能光電化學分解水製氫。這種方法是利用特殊的化學電池，這種電池的電極在太陽光的照射下能夠維持恒定的電流，並將水離解而獲取氫氣。這種方法的關鍵是如何選取合適的電極材料。