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。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。张家口PEM电解水制氢
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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)。
采取如下控制工艺：在电解水工作结束后，控制电路控制可控电解电源继续给电解电极组件提供一定的品质维持电流，电流方向与电解水工作电流方向相同，比电解水工作电流较小，以免于长时间较大电流影响电解水品质变差或者耗电较大。所述可控电解水电源(虚线框内)包含电解水电源、电解水电源供电给电解电极组件的电源开关、与电源开关并联连接的电阻抗部件；在电解水工作过程中，控制电路控制电解水电源开关闭合，电解水电源通过电源开关给电解电极组件提供电解水电流；在电解水工作结束后，控制电路控制电解水电源开关断开，电解水电源不再通过电源开关给电解电极组件提供电解水电流，而是通过与电源开关并联连接的电阻抗部件给电解电极组件提供比电解水工作电流较小的品质维持电流。电解水容器1、浸泡在电解水容器水中的电解水电极组件2、可控电解水电源3、控制电路4；在电解水工作时，电极组件2的极间等效电容被电解电流充电至电压ur，在电解水工作结束后，ur会放电对容器1中水及电极间隙中储水作反正常电解水电流方向电解，改变电解水品质；另外，电解水工作结束后，电解水品质会随时间而发生改变。PEM电解堆与燃料电池电堆存在极大相似性，大部分PEM电解堆研发工程师也一般具有燃料电池电堆开发经验。
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。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。焦作附近电解水制氢技术
PEM电解水制氢技术目前设备成本较高。张家口PEM电解水制氢
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。张家口PEM电解水制氢
