在水溶液電解槽中，陰極一般產(chǎn)生析氫反應(yīng)，過電位較高。因此陰極材料的主要改進(jìn)方向是降低析氫過電位。除用硫酸作為電解/液時(shí)必須采用鉛或石墨作陰極外，低碳鋼是常用的陰極材料。
以金屬或合金作為陰極時(shí)，由于在比較負(fù)的電位下工作，往往可以起到陰極保護(hù)作用，腐蝕性小，所以陰極材料比較容易選擇。為降低電耗，目前采用各種方法制備高比表面積，并具有催化活性的陰極，如多孔鎳鍍層陰極。
為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，也可采用特殊的陰極材料，如在水銀法電解食鹽水溶液制取燒堿的汞陰極中，利用汞析氫過電位高的特點(diǎn)，使鈉離子放電，生成鈉汞齊，然后在的設(shè)備中，用水分解鈉汞齊制取高純度、高濃度堿液。
為了節(jié)約電能也可采用耗氧陰極，使氧在陰極還原，以代替析氫反應(yīng)/，按理論計(jì)算可降低槽電壓1.23v。