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。PEM电解槽是PEM电解水制氢装置的重要部分。呼伦贝尔附近电解水制氢技术
“如何得到成本更低的绿氢，是制氢环节的任务和使命。”胡骏明认为，此前，燃料电池汽车被视为整个绿氢行业的先导产业，但下一步的关键是成本下降，同时带动更大场景更大规模应用。“现阶段，绿氢产业将在资源禀赋相对较好、应用场景比较丰富的区域率先发展，比如既有便宜绿电又有下游灰氢替代场景或燃料电池汽车示范的地方，进行制氢项目落地。”胡骏明指出，产业下一步将着力聚焦如何获取更多更便宜的绿氢，推动下游车用、发电、化工等领域更大规模应用，由原来的需求侧向供给侧转变。电解水制氢方法保定国内生产的PEM电解槽单槽制氢规模大约在200 Nm3/h，国外生产的PEM电解槽单槽制氢规模可以达到500Nm3/h。
强碱性溶液作为电解液生产氢气的工艺在20世纪中期被工业化。虽然其成本相对较低，但许多研究发现，使用碱性溶液作为电解质的过程消耗大量淡水资源，碱液易流失和腐蚀、能耗高，与可再生能源发电的适配性较差。新兴的碱性AEM技术因其高效、低成本的优势作为下一代碱性电解技术的发展方向而受到关注。它可以实现比PEM技术和SOEC技术同等甚至更高的电解效率，并降低了整体成本。然而，目前的阴离子交换膜有一定局限性，未来AEM技术的突破点可能是开发高稳定、长寿命的阴离子交换膜。目前，国内外对碱性溶液作为电解质技术的研究主要集中在寻找耐腐蚀的膜电极材料和合适的催化剂上。
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。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。
水电解制氢中一般要求运行在稳定或接近稳定的电力输入下以保障整体性能和可靠性，而可再生能源包括风和太阳能具有波动性的天然特征，这导致可再生能源电力无法完全用于制氢，不利于实现可再生能源的有效利用。目前碱性电解槽表现出一定的波动性负荷跟随能力，如允许在 30%－110%比例的额定制氢功率区间内运行，但缺乏长期的示范验证。尤其是当输入电力波动性变化时，电解槽内温度、电位等参数发生瞬态变化，水或碱液等传质响应滞后，导致局部高温或高电势，可能对电极、隔膜等材料造成不可逆损害，从而影响制氢性能，削减电解槽寿命。基于波动性对电解槽的工况－材料－结构－性能影响规律，进行正向设计开发，研究缓解策略，提升电解槽抵抗电源波动能力，从而增加可再生能源利用率，对于降低电解水制氢成本、推动规模化应用具有重要意义。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。巴彦淖尔电解水制氢设备销售
PEM水电解技术被誉为制氢领域极具发展前景的水电解制氢技术之一。呼伦贝尔附近电解水制氢技术
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