按照是否需要提前对海水进行淡化处理，海水制氢分为海水直接电解制氢和海水淡化后再电解制氢两类路线 。海水间接制氢即海水淡化后再电解制氢，本质上是淡水制氢。相比于海水淡化后再电解制氢，海水直接制氢路线简化了工艺流程，也因此更容易实现降本目标。
同时海水直接制氢虽优势明显，但当前该技术路线尚未实现工业化，产业发展仍面临诸多挑战。采用直接电解制氢路线时，海水中的氯离子被氧化为氯气以及次氯酸根，会对电解槽产生严重腐蚀;不溶物在离子交换膜和催化剂表面的沉积黏附，导致催化剂快速失活;海水中的氢离子以及氢氧根离子浓度不高，会明显制约电解效率。
面对海水直接电解制氢时催化剂易失活、设备腐蚀严重、电解效率低等技术难点，国内外企业、高校和科研结构进行了大量研究，旨在探索出一条可规模化且经济性较高的海水制氢技术路线。近半年来，来自国内外高校的多个研究团队先后在海水直接电解制氢实现突破，并正在积极推进产业化 。
深圳大学、四川大学谢和平院士团队
2022年11月30日，深圳大学、四川大学谢和平院士团队在Nature期刊上发表了海水原位直接电解制氢相关研究成果。该研究采用物理力学与电化学相结合的全新思路，建立了相变迁移驱动的海水无淡化原位直接电解制氢全新原理与技术，彻底隔绝海水离子，实现了无淡化过程、无副反应、无额外能耗的海水原位直接电解制氢原理与技术重大突破。
谢和平院士团队研制了全球首套400L/h海水原位直接电解制氢技术与装备，在深圳湾海水中连续运行超3200小时，令人信服的从海水中实现了稳定和规模化制氢过程!此外，进一步开发了酸性和碱性固态凝胶电解质，以表明相变迁移策略适配不同电解质材料并有望伴随PEM和AEM电解技术迭代发展。
随后，2022年12月16日，东方电气股份有限公司、东方电气(福建)创新研究院有限公司与深圳大学、四川大学谢和平院士团队，共同签署了“海水无淡化原位直接电解制氢原创技术中试和产业化推广应用”四方合作协议 。
天津大学凌涛教授与澳大利亚阿德莱德大学乔世璋教授团队
2023年1月30日，天津大学凌涛教授与澳大利亚阿德莱德大学乔世璋教授团队合作在Nature Energy期刊上发表了海水制氢研究成果。该成果通过在常见的催化剂表面引入硬路易斯酸材料，在催化剂表面构建了局部碱性的反应微环境，在不经过净化、脱盐处理和不添加强碱的条件下，在近中性的天然海水中实现了高效稳定的电解制氢 。
澳大利亚皇家墨尔本理工大学(RMIT University)
2023年2月消息，澳大利亚皇家墨尔本理工大学研究人员在SMALL期刊上发表论文称，研究团队开发出了一种专门用于海水的特殊催化剂：多孔N-NiMo_3P。这种新型催化剂使用时所需能量很少，且可在室温下使用。虽然此前已有科学家开发出用于海水裂解制氢的其他催化剂，但它们很复杂，难以规模化生产。研究团队此次通过一种简单的方法改变了催化剂的内部化学性质，使它们相对容易大规模生产。
研究团队已为相关技术申请了专利，计划首先开发出一个电解槽原型，结合一系列催化剂来生产大量氢气。
韩国现代重工
2021年3月，韩国材料科学研究所宣布，该所的研究团队在韩国国内首次成功开发了可利用海水直接生产绿氢并划时代地降低氢气生产单价的“阴离子交换膜(AEMs)海水电解技术”。现代重工已与釜山大学、韩国材料科学研究所共同开发了海水电解催化剂及电极技术，与首尔大学共同开发了水电解系统工程解析模型等。
2023年2月，现代重工、韩国造船海洋、现代石油银行、韩国材料科学研究所、首尔大学、釜山大学、三星泰科、HEESUNG CATALYSTS CORPORATION等8家企业、科研机构、高校共同签署了海水电解系统(seawater electrolysis system, SES)核心技术开发业务协议。
