PEM(Protonexchangemembrane)是质子交换膜电解水技术的简称。和碱性电解水制氢技术不同，PEM电解水制氢技术使用质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的原料，避免了潜在的碱液污染和腐蚀问题。PEM电解槽运行时，水分子在阳极侧发生氧化反应，失去电子，生成氧气和质子。随后，电子通过外电路转导至阴极，质子在电场的作用下，通过质子交换膜传导至阴极，并在阴极侧发生还原反应，得到电子生成氢气，反应后的氢气和氧气将通过阴阳极的双极板收集并输送。PEM电解水制氢是指使用质子交换膜作为固体电解质，并使用纯水作为电解水制氢的原料的制氢过程。山西PEM电解水
在双碳目标驱动下，中国电解水制氢产业发展迅速，产业链端入局企业在迅速增加，应用端在逐步突破。中国布局电解水制氢的企业数量快速增加，据统计，电解槽装备企业数量已超百家，产业链相关企业已超二百家。自2021年至今，国内已有接近40款碱性电解槽产品发布。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。接近75%的绿氢项目坐落于三北地区，约80%的项目采用碱性电解水制氢技术。枣庄电解水制氢设备公司电解水制氢系统的性能指标主要包括制氢效率、氢气纯度、能耗以及设备寿命等。
电解水制氢是一种利用电将水分子分解为氢气和氧气的绿色高效制氢技术。电解水制氢的技术有很多，如碱性水电解、质子交换膜、高温固体氧化物和阴离子交换膜电解等。电解水制氢纯度高，能作为储能载体储存富余可再生能源。电解水制氢的整个过程只消耗水和电，不消耗其他化石资源。工艺简单，操作方便，无碳产品，清洁无污染。设备占地面积小，多台设备可同时生产，操作灵活。但同时，电解水制氢也是一种昂贵的制氢技术。生产氢气的主要功耗约为4.5~5.5 kW h m⁻³。
海外 PEM 技术装备应用较国内更。这主要源于国内 ALK 厂家强大的成本管控能力，即海外厂商 PEM 电解槽较 ALK 电解槽价格差异远小于国内厂商 PEM 电解槽较 ALK 电解槽价格差异。海外电解槽呈现出标准化趋势较国内更强。国内 ALK 产品多为定制交付模式，产品规格变化较多，客户需求也不固定。国内央企参与为主的大型示范项目一定程度上推动制氢装备厂家进行功能创新，如多对一的大规模制氢撬块，低电耗制氢装备等。海外制氢装备多为固定规格、固定设计，从电解小室，到电解槽、气液分离框架、电气设备均为标准版本。这两种模式各有利弊，未来的发展方向存在一定不确定性。常见的电解水制氢设备包括碱性电解水制氢设备、酸性电解水制氢设备和固体氧化物电解水制氢设备。
从近年来发布的氢能相关主要国家政策和相关战略可以看出：氢能 2020 年列入能源范畴，2022 年上升至国家能源战略高度，这与提出碳达峰碳中和目标和能源饭碗端在自己手中的指示，与中石化打造氢能公司目标是一致的。目前成熟的电解水技术为碱水电解和质子交换电解。从国际能源署预测，全球制氢技术仍以碱性电解水为主。从今年季度国内上马的制氢项目也可以看出全部为碱性电解制氢技术。2022 年中国碱性电解水制氢设备的出货量约 800MW，质子交换膜电解水制氢设备的出货量约 24MW，在 2021 年基础上实现翻番，2023 年上半年已公开招标项目装机规模超 400MW，绝大多数均采用碱性水电解制氢技术，预计 2023 年国内电解槽订单量将超 1GW 水平。其优点是简单易用，可以用于小型化应用，并且获取的氢气纯度高，可以达到99.999%以上。包头pem电解水制氢压力
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。山西PEM电解水
贵金属、贵金属合金及其氧化物仍然是性能比较好的催化剂。然而，贵金属催化剂的使用成本较高，开发高性能、低成本的催化剂非常重要。过渡金属催化剂和非金属催化剂具有制备成本低的优点，通过尺寸和形貌调控、导电载流子材料复合、原子掺杂、晶相调控、非晶态工程、界面工程等设计策略，可提高其催化活性。开发高效、低成本的催化剂是电解水制氢的关键步骤。贵金属催化剂由于其成本高、存储量低，难以支持大规模应用。过渡金属和非金属材料成本低，具有较大的丰度，是替代贵金属催化剂的理想材料。图7比较了不同类型的催化剂。与贵金属催化剂相比，过渡金属催化剂结构不稳定，催化机理复杂，非金属催化剂的活性有待提高。这三类电解水制氢催化剂都有待进一步研究。山西PEM电解水
