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。由于PEM电解槽使用纯水作为电解原料，产生的氢气中不会带入碱雾，有利于提升氢气品质。许昌PEM电解水制氢设备销售
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。PEM电解槽的电流密度更大，通常在10000 A/m2以上。PEM电解槽的产氢纯度通常在99.99%左右。由于PEM电解槽使用纯水作为电解原料，产生的氢气中不会带入碱雾，有利于提升氢气品质。另外，质子交换膜的气体渗透率低，这有助于避免氢气和氧气的气体交叉渗透现象。PEM电解槽无需严格控制膜两侧压力，具有快速启动停止和快速功率调节响应的优势，适用于可再生能源发电波动性输入。河南工业电解水制氢设备产量采用PEM水电解制氢技术建造加氢站现场制备绿氢。
制氢设备性能持续优化，但面对未来巨大的绿氢需求，产业仍需持续挖掘技术潜力、进一步提升设备运行水平。李留罐指出：“目前的制氢技术尚不能满足市场发展需要，企业需要在制氢成本和设备性能方面持续探索攻坚。”“目前，我国电解槽性能在面向绿电这样的场景时可做到能用，但距离好用还有一定差距，电解槽相关技术创新的空间仍然非常大。”胡骏明提醒，绿电制氢在技术方面还有待进一步探索，包括现有产品如何帮助单一项目提升经济性并实现盈利，电解槽产品创新还有大量工作需要行业完成。
电解水制氢，即通过电能将水分解为氢气与氧气的过程，该技术可以采用可再生能源电力，不会产生CO2和其他有毒有害物质的排放，从而获得真正意义上的“绿氢”。电解水制氢原料为水、过程无污染、理论转化效率高、获得的氢气纯度高，但该制氢方式需要消耗大量的电能，其中电价占总氢气成本的60%~80%。实际来看，绿氢制备的技术路线有多种，包括：碱性水电解技术(ALK)、阳离子/质子交换膜水电解技术(PEM)、固体氧化物水电解技术(SOEC)、阴离子交换膜电解水技术(AEM)。随着绿氢产业备受重视，带动电解水制氢设备需求大幅上涨，设备订单同比也明显增长。
水电解制氢设备是一种将水分解成氢和氧的方法，将电流通过水电解槽内的电极，在负极处放电，把水分解成氢和氧。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。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。膜分离制氢设备是一种利用高选择性分离膜过滤氢气的方法。该设备通过特定的膜过滤技术，将氢气从混合气体中分离出来。其优点是运行稳定、可靠性高、处理量大，同时不需要消耗大量水资源，并且节能环保。但是由于膜材料成本相对较高，加上运行过程中难以处理一些不纯净的物质，导致其在应用范围上有些受限。
PEM水电解制备的绿氢应用于合成氨、炼油、化工、钢铁等碳密集型行业。电解水制氢设备产量内蒙古
PEM电解水制氢的系统响应速度快，适应动态操作。许昌PEM电解水制氢设备销售
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。许昌PEM电解水制氢设备销售
