在工業(yè)領(lǐng)域，PEM水電解制備的綠氫應用于合成氨、煉油、化工、鋼鐵等碳密集型行業(yè)，有助于實現(xiàn)雙碳目標；

在交通領(lǐng)域，采用PEM水電解制氫技術(shù)建造加氫站現(xiàn)場制備綠氫，應用于燃料電池汽車、鐵路、航空及航運等領(lǐng)域；

在電力領(lǐng)域，將風力、光伏等新能源電力接入氫儲能系統(tǒng)，用于電解水制取綠氫，制得的氫氣儲存在儲氫罐中，需要時再將氫氣結(jié)合氫燃料電池發(fā)電并網(wǎng)，為電網(wǎng)供電，由此可以解決大規(guī)模消納可再生能源的問題。

PEM(Proton exchange membrane)是質(zhì)子交換膜電解水技術(shù)的簡稱。

和堿性電解水制氫技術(shù)不同，PEM電解水制氫技術(shù)使用質(zhì)子交換膜作為固體電解質(zhì)替代了堿性電解槽使用的隔膜和液態(tài)電解質(zhì)（30%的氫氧化鉀溶液或26%氫氧化鈉溶液），并使用純水作為電解水制氫的原料，避免了潛在的堿液污染和腐蝕問題。

PEM電解槽運行時，水分子在陽極側(cè)發(fā)生氧化反應，失去電子，生成氧氣和質(zhì)子。

隨后，電子通過外電路轉(zhuǎn)導至陰極，質(zhì)子在電場的作用下，通過質(zhì)子交換膜傳導至陰極，并在陰極側(cè)發(fā)生還原反應，得到電子生成氫氣，反應后的氫氣和氧氣將通過陰陽極的雙極板收集并輸送。

和堿性電解水制氫技術(shù)相比，PEM電解水制氫技術(shù)具有電流密度大、氫氣純度高、響應速度快等優(yōu)點。

PEM電解槽的電流密度更大，通常在10000 A/m2以上。

PEM電解槽的產(chǎn)氫純度通常在99.99%左右。由于PEM電解槽使用純水作為電解原料，產(chǎn)生的氫氣中不會帶入堿霧，有利于提升氫氣品質(zhì)。