Η παραγωγή πράσινου υδρογόνου μέσω ηλεκτρόλυσης νερού αποτελεί βασικό πυλώνα της ενεργειακής μετάβασης και της απανθρακοποίησης της βιομηχανίας. Η αλκαλική ηλεκτρόλυση, ως τεχνολογία με μακρά βιομηχανική εφαρμογή, προσφέρει πλεονεκτήματα κόστους και αξιοποίησης λιγότερο σπάνιων μετάλλων σε σχέση με εναλλακτικές τεχνολογίες. Ωστόσο, η ενεργειακή της απόδοση και η δυνατότητα κλιμάκωσης περιορίζονται από τις κινητικές δυσκολίες των αντιδράσεων έκλυσης υδρογόνου (HER) και οξυγόνου (OER), καθώς και από ζητήματα σταθερότητας και ανθεκτικότητας των καταλυτικών υλικών.
Η παρούσα εργασία βασίστηκε σε συστηματική βιβλιογραφική ανασκόπηση πρόσφατων επιστημονικών δημοσιεύσεων και διεθνών τεχνολογικών εκθέσεων (2020–2025). Η ανάλυση επικεντρώθηκε στη σύγκριση σύγχρονων καταλυτικών υλικών, στους βασικούς δείκτες απόδοσης (υπέρταση, κλίση Tafel, σταθερότητα), καθώς και στη συσχέτιση δομής–ηλεκτρονικής συμπεριφοράς–καταλυτικής δραστικότητας. Παράλληλα, εξετάστηκαν τεχνικοοικονομικές παράμετροι που επηρεάζουν την εμπορική ωριμότητα της τεχνολογίας.
Η ανασκόπηση καταδεικνύει ότι τα πλέον υποσχόμενα καταλυτικά συστήματα είναι διμεταλλικά και πολυμεταλλικά, κυρίως βασισμένα στο νικέλιο (π.χ. NiFe για OER και NiMo ή NiCo για HER). Η συνεργιστική αλληλεπίδραση μεταξύ μετάλλων ρυθμίζει την ενέργεια προσρόφησης ενδιάμεσων ειδών και οδηγεί σε βελτιωμένη ηλεκτροχημική απόδοση. Επιπλέον, η νανοδομημένη μορφολογία και η αυξημένη πυκνότητα ενεργών κέντρων συμβάλλουν στη μείωση των υπερτάσεων. Ωστόσο, διαπιστώνεται ότι η υψηλή εργαστηριακή δραστικότητα δεν μεταφράζεται πάντα σε αντίστοιχη απόδοση σε βιομηχανικές συνθήκες, ιδίως σε υψηλές πυκνότητες ρεύματος.
Η αλκαλική ηλεκτρόλυση διαθέτει σημαντικό δυναμικό περαιτέρω βελτίωσης μέσω ορθολογικού σχεδιασμού καταλυτικών υλικών και βελτιστοποίησης της αρχιτεκτονικής ηλεκτροδίων. Παρά τη σημαντική πρόοδο, απαιτείται εστίαση στη μακροχρόνια σταθερότητα, στην τυποποίηση δεικτών αξιολόγησης και στην ενσωμάτωση τεχνικοοικονομικών κριτηρίων ήδη από το στάδιο σχεδιασμού. Η σύγκλιση καινοτομίας υλικών, βιομηχανικής κλιμάκωσης και πολιτικής στήριξης θα καθορίσει τον ρόλο της αλκαλικής ηλεκτρόλυσης στην παραγωγή πράσινου υδρογόνου.

Green hydrogen production through water electrolysis is a key pillar of the global energy transition and industrial decarbonization. Alkaline water electrolysis, as a technologically mature and industrially established process, offers advantages in terms of lower system cost and the use of earth-abundant metals compared to alternative technologies. However, its overall energy efficiency and large-scale deployment are constrained by the sluggish kinetics of the hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER), as well as by durability and stability challenges associated with catalytic materials.
This thesis is based on a systematic literature review of recent peer-reviewed publications and international technology reports (2020–2025). The analysis focused on the comparison of advanced catalytic materials, key performance indicators (overpotential, Tafel slope, stability), and the relationship between structure, electronic properties, and catalytic activity. In addition, techno-economic aspects influencing scalability and commercial maturity were critically examined.
The review indicates that the most promising catalytic systems are bimetallic and multimetallic materials, primarily based on nickel (e.g., NiFe for OER and NiMo or NiCo for HER). Synergistic interactions between metallic components modify the electronic structure and optimize the adsorption energy of reaction intermediates, leading to improved electrocatalytic performance. Nanostructuring and increased density of active sites further contribute to reduced overpotentials. Nevertheless, high catalytic activity under laboratory conditions does not always translate into equivalent performance at industrially relevant current densities, where mass transport limitations and long-term degradation become critical.
Alkaline water electrolysis demonstrates significant potential for further improvement through rational catalyst design and optimized electrode architecture. Despite notable progress, future efforts should prioritize long-term stability, standardized performance evaluation protocols, and the integration of techno-economic considerations at the material design stage. The convergence of materials innovation, industrial-scale manufacturing, and supportive policy frameworks will ultimately determine the role of alkaline electrolysis in large-scale green hydrogen production.