阴离子交换膜电解水技术(AEM)AEM是较为新兴的电解水制氢技术，尚处于研发阶段。备受关注的原因是其采用阴离子交换膜作为电解质，将ALK的低成本和PEM简单、高效的优点相融合。现阶段的研究重点阴离子交换膜材料开发和机理研究，主要以国外大学，国家实验室等科研机构主导（如NortheasternUniversity,LosAlamos,UniversityOregon,GeorgiaTech等）。其与PEM的根本区别在于将膜的交换离子由质子换为氢氧根离子。氢氧根离子的相对分子质量是质子的17倍，这使得其迁移速度比质子慢得多。AEM的优势是不存在金属阳离子，不会产生碳酸盐沉淀堵塞制氢系统。AEM中使用的电极和催化剂是镍、钴、铁等非贵金属材料，且产氢的纯度高、气密性好、系统响应快速，与目前可再生能源发电的特性十分匹配。但AEM膜的机械稳定性不高，AEM中电极结构和催化剂动力学需要优化。AEM电解水技术处于千瓦级的发展阶段，在全球范围内，一些研究组织/机构正在积***力于AEM水电解槽的开发，为了扩大这项技术的商业应用，仍然需要一些创新与改进。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。保定国内电解水
我国的氢能产业规划的相关文件是相对较保守的数据，因为根据目前的一些项目规划来看，国内的电解水制氢市场的发展和规划文件来相比有较大差距。氢能联盟的100GW目标是实现碳中和的重要前提，以此来分析，可以看出：目前国内已有的电解水制氢设备总计产能在1GW左右；到2023年预计有2GW左右的产能；到2025年预计有10GW的产能；到2030年预计有100GW的产能。如果在此基础上增加国内厂家出口到国外的一些数据，世界所有国家对国内电解水制氢设备的需求量还会有相应的增幅，预计2030年在130GW左右。乌兰察布国内电解水制氢设备销售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。
碱性水电解制氢（ALK）设备技术成熟、投资成本低，是现阶段商业运行的主要设备，技术发展向扩大设备规模、提高宽负荷调节能力、保障运行稳定等方向发展。质子交换膜水电解制氢（PEM）设备成本较高，但具有能耗低和运行灵活等优势，目前技术发展向加大设备功率、提高电流密度和降低成本等方向发展。阴离子交换膜水电解制氢（AEM）兼具PEM的风光耦合以及碱性槽无贵金属、价格低的特点，但是目前AEM膜寿命仍存不确定性，暂时较难适配工程化需求。固体氧化物水电解制氢（SOEC）具有高效、可逆、材料成本低廉等优点，但在电解堆集成、电解槽堆设计结构优化、电极和封接等材料及技术仍需重点突破。因此，SOEC、AEM等技术目前还有待进一步研发以实现商业化。
电解水制氢的操作步骤主要是：第一步，准备电解槽，将两个电极分别插入水中，保持适当间距，通电后水开始分解。第二步，选择合适电极，通常是一种不容易被氧化的材料，例如铂或钨。第三步，选用合适电流，通电后应选择合适的电流实现水的电解，电流的大小取决于反应条件和电极的大小。第四步，产气收集，当电极的电流通过水时，氢气和氧气分别分解，并聚集在相应电极周围，可以用一个导管或管道将产生的氢气收集起来。第五步，分离氢气，氢气可以通过压缩或直接与空气相接触来分离收集。电解槽的基本组成单位是电解池。
在电解水制氢时，水发生电化学反应，在阴极产生氢气，在阳极产生氧气。纯水作为电解质时，为弱电解质，电离程度低，且导电能力较差，因此往往会在水溶液中加入容易电离的电解质用于增加电解液的导电性。碱性电解质制氢的效果较好，不会腐蚀电极和电解池中的设备，通常采用浓度为20%～30%的KOH或者NaOH溶液作为电解质，并且通常用镀镍钢板或者镍铜铁作为阳极催化剂，镀有镍或者镍钴合金的钢材则作为阴极催化剂，运行时，施加的电压一般在1.9 V到2.6 V之间。采用PEM水电解制氢技术建造加氢站现场制备绿氢。承德专业电解水制氢技术
PEM电解槽是PEM电解水制氢装置的重要部分。保定国内电解水
碱性电解水技术比较大的缺点在于工作电流密度较低、电解槽效率不高、占地面积大。特别在冬季，设备需要经过较长时间预热，启动时间大概需要2 h。不过碱性电解水电解槽、隔膜等设备、材料的加工、制备工艺在我国已经基本成熟，产业链相对完善，是目前在我国**适合规模化的技术路线。通过调研了解，目前国内比较大单槽制氢规模已经达到 3000 Nm³/h，电解槽直流电耗比较低可以达到4.2 kW·h/Nm³。其原理为在两个电极之间施以直流电，并用隔膜将阴阳两极分离开来，在阴极水分子被还原，生成氢气和氢氧根离子，生成的氢氧根离子穿过隔膜到达阳极，在阳极侧失电子析氧，生成氧气和水。保定国内电解水
