阳离子/质子交换膜水电解技术(PEM)是指使用质子（阳离子）交换膜作为固体电解质替代了碱性电解槽使用的隔膜和液态电解质(30%的氢氧化钾溶液或26%氢氧化钠溶液)，并使用纯水作为电解水制氢原料的制氢过程。和碱性电解水制氢技术相比，PEM电解水制氢技术具有电流密度大、氢气纯度高、响应速度快等优点，并且，PEM电解水制氢技术工作效率更高，易于与可再生能源消纳相结合，是目前电解水制氢的理想方案。但是由于PEM电解槽需要在强酸性和高氧化性的工作环境下运行，因此设备需要使用含贵金属(铂、铱) 的电催化剂和特殊膜材料，导致成本过高，使用寿命也不如碱性电解水制氢技术。在制氢设备加速推陈出新的背后，电解水制氢设备领域的投融资呈现不断高涨的强劲势头。唐山国内电解水制氢设备企业
目前，我国的PEM电解槽发展和国外水平仍然存在一定差距，国内生产的PEM电解槽单槽比较大制氢规模大约在260标方/小时，而国外生产的PEM电解槽单槽比较大制氢规模可以达到500标方/小时。PEM电解水制氢系统由PEM电解槽和辅助系统(BOP)组成。PEM电解槽由质子交换膜、催化剂、气体扩散层和双极板等零部件组装而成。电解槽的基本组成单位是电解池，一个PEM电解槽包含数十至上百个电解池。质子交换膜电解槽成本中45%是电解电堆、55%是系统辅机；其中电解电堆成本中53%是双极板；膜电极成本由金属Pt、金属Ir、全氯磺酸膜和制备成本四要素组成。由于PEM电解槽的质子交换膜需要150-200微米，在加工的过程中更容易发生肿胀和变形，膜的溶胀率更高，加工难度更大，主要依赖于国外产品。pem电解水制氢技术张家口而酸性电解水制氢设备因为其高效、高纯度的氢气产出而备受关注，但是设备价格和稳定性相对较差。
在电解水制氢过程中，由于水是一种弱电解质，一般会添加其他电解质。电解质的选择会影响制氢设备的使用寿命、能源消耗和成本。根据电解质的不同，可分为碱性溶液、质子交换膜、固体氧化物、小分子溶液、海水等。碱性溶液电解质成本低、腐蚀性高、设备寿命短，是比较成熟的技术。质子膜电解质具有效率高、成本高等特点，是一种较为成熟的技术。固体氧化物电解质耐久性差，启动速度慢，目前仍处于测试阶段。利用小分子溶液和海水作为电解质的技术具有很强的实用性，但仍处于实验研究阶段。在电解质的开发过程中，需要研究电解质与催化剂的相容性，以及电解质与能量波动的相容性。未来对氢能的需求将继续增长，因此水电解用的电解质引起了广泛的关注。研究人员正在从不同的角度对电解质进行深度研究。
绿氢可以助力交通、化工、钢铁、石化等多领域深度脱碳，2022 年 3 月国家发改委发布《氢能产业发展中长期规划（2021－2035 年）》，提到氢能正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一，氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体，是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向，规划明确提到 2025年可再生能源制氢量达到 10 万吨/年－20 万吨/年，2035 年可再生能源制氢在终端能源消费中的比重明显提升，对能源绿色转型发展起到重要支撑作用。中国已有超过百个在建和规划中的电解水制氢项目，涵盖了石油炼化、化工合成、钢铁冶炼和交通等多个领域。
利用丰富的海水代替淡水作为电解液有望解决淡水消耗的问题。由于海水的中性、缓冲能力弱和高氯离子浓度特点，直接分解未经处理的海水仍然是困难的。迫切需要新的科学技术发展来指导电解海水以实现可持续产氢。实现工业规模的制氢是终目标，因此，设计能达到高电流密度的高效、稳定的电解海水催化剂尤为重要。此外，海上风电、潮汐和光伏技术具有丰富的资源和广阔的前景优势，有望成为未来绿色能源的支柱。海上风电具有风速高、静默期短、节约土地资源等优点，但也存在着建设成本高、能源利用率低、交通困难等问题。沿海地区太阳能资源丰富，可以充分利用水的反射光，提高发电量。与地面光伏相比，可增加5%-10%，但也存在投资成本高、环境影响大等问题。因此，海水制氢、海上风电、海洋潮汐发电和海上光伏发电都需要以技术创新的突破为基础，并与未来能源发展的趋势相结合。在未来的研发中，制氢设备不断迭代升级，有望在能源转型和氢能产业中发挥更为重要的作用。泰安PEM电解水制氢设备价格
但是由于电解过程效率不高，能耗较大，并且需要消耗大量的水资源，因此应用范围受到一定限制。唐山国内电解水制氢设备企业
目前中国的PEM电解槽发展和国外水平仍然存在一定差距。国内生产的PEM电解槽单槽比较大制氢规模大约在200Nm3/h，而国外生产的PEM电解槽单槽比较大制氢规模可以达到500Nm3/h。相比国外，国内利用可再生能源耦合PEM电解水制氢的项目也相对偏少。国内大多数工业级可再生能源电解水制氢应用项目仍然以碱性水电解为主。总之，PEM电解水制氢技术基本成熟，进入了商业化早期阶段。但PEM电解水制氢技术仍然存在成本高的问题，性能和耐久性也有待提升，未来需要聚焦质子交换膜、电催化剂、气体扩散层与双极板等关键技术，进一步降低成本，提升商业化程度。唐山国内电解水制氢设备企业
