一、PEM简介及优势
质子交换膜电解水制氢（PEM）技术，采用具有质子传导性的高分子膜作为电解质，无碱液，电解槽的隔膜主要由质子交换膜构成。PEM水电解槽中，水在阳极被分解成氧气（O2）、电子（e-）和质子（H+），氧气从阳极排出。电子通过外电路流向阴极，而质子通过质子交换膜流向阴极。在阴极一侧，两个质子和电子重新结合产生氢气（H2）。
与 ALK 电解槽相比，PEM 电解槽具有电流密度大、氢气纯度高、响应速度快等优势，更适合与风光储技术相结合。但是由于 PEM 电解槽需要在强酸和高氧化性的工作环境下运行，因此 PEM 电解槽对于贵金属材料例如铱、铂、钛的依赖度更高，导致目前的 PEM电解槽设备造价较高。
图1 四大电解水优劣势对比
二、PEM结构及成本
PEM 水电解槽主要部件由内到外依次是质子交换膜、催化剂层、气体扩散层、双极板，其中扩散层、催化层与质子交换膜组成膜电极（MEA），是整个水电解槽物料传输以及电化学反应的主场所。
目前 PEM 电解槽中所用质子交换膜多为全氟磺酸质子交换膜，膜电极特性与结构直接影响 PEM 电解槽的性能和寿命。
图 2：PEM 电解槽及单体结构
电解槽作为整个系统的核心，其成本占系统成本的 45%。其中双极板占电堆成本的 50%以上，膜电极成本约占 1/4，其中贵金属约占系统成本的 10%。未来 PEM 电解槽的扩产瓶颈可能不仅取决于贵金属的高成本，而是其供应可用性，因此需要尽量降低贵金属的使用量或开发替代材料。
图3：1MW PEM 电解槽的成本构成（来源华宝证券）
三、PEM电解槽整体及拆解视频
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