本发明属于电解水技术领域，具体涉及一种基于酸性电解质分步电解水制氢的装置及方法。本发明装置包含一个隔膜电解槽、放置在槽中的析氢电极和析氧电极、沉积电极和含有Mn²⁺的酸性电解液。其制氢过程包含两个步骤：电解制氢，包括H⁺在阴极析氢电极的电化学还原生成氢气，同时电解液中的Mn²⁺在阳极沉积电极被电化学氧化，生成MnO₂沉淀和H⁺；电解制氧，包括H₂O在阳极析氧电极的电化学氧化生成氢气以及MnO₂在阴极沉积电极被电化学还原溶解生成Mn²⁺；两个步骤可循环交替进行。与传统的酸性电解水制氢相比，本发明不涉及氢气和氧气的同时产生，从而制备高纯氢气。