高純氮氣發生器的工作原理主要是分離空氣，電解膜的負極側發生氧化反應，吃掉空氣中的氧化性氣體，在正極側還原，空氣流過電解池后就只剩下氮氣和惰性氣體，純度大多標有“相對含氧量”，氮氣的純度和空氣流速，有效分解面的長度，電解電勢的強弱都有關系，這種分離方法也決定了氮氣的純度不可能做的很高，加入電解質的作用就是提高水的導電率，使電化學反應能順利進行。

　　該儀器采用模塊化設計，具有高度緊湊，體積小的特點，有兩個進氣口和兩個出氣口，分別是壓縮空氣進氣口、氮氣進緩沖罐出氣口、氮氣出緩沖罐進氮氣發生器進氣口、超高純度氮氣出氣口。利用氮分子和氧分子的擴散速度的不同，高品質分子篩對被處理的潔凈壓縮空氣中的氧分子進行吸附，從而分離出高純度氮氣的過程。

　　高純氮氣發生器主要采用以下方法制取氮氣。

　　電化學法制氮。在氫氣電解池的陰極通入高壓空氣，在催化劑作用下，氫氣和氧氣形成微觀燃料電池，完成氧化還原反應生產水，宏觀上表現即為空氣中的氧氣被除去，剩余氮氣。這種方法可以產出99.995%的氮氣。

　　膜分離制氮。高壓空氣通過中空纖維膜組件，氮氣分子和氧氣分子的擴散速度差別積累，在膜組件輸出端形成高純度的氮氣，形成的產品氣純度可達99%，氣體流量>5000ml/min，并且可以累加使用，不影響產品質量，在不考慮其它限制條件的情況下，氣體裝置可以無限擴充。這種制氮方法膜分離制氮在工業上有不少的應用，在實驗室主要用于對氣體純度要求不特別高的吹掃、保護、對氧氣的置換等。這類發生器的主要優點是流量大，實驗室級別產品一般在50L/min上下，并可隨意擴充，同時壽命長，膜組件作為核心部件，在空氣源穩定的情況下，壽命可達10年，且維護成本極低。