الکترولیز آب برای تولید هیدروژن عمدتا شامل AWE ، PEM ، غشاء تبادل آنیون پلیمری جامد (AEM) و اکسید جامد (SOE) است. AWE قدیمی ترین است و و بالغ ترین تکنولوژی صنعتی الکترولیز آب در سالهای اخیر ، صنعتی شدن فناوری الکترولیز آب PEM به سرعت توسعه یافته است ، فناوری الکترولیز آب SOE در مرحله مقدماتی است از تظاهرات ، و فن آوری الکترولیز آب AEM تازه شروع شده است. فناوری AWE به آسانی به کار گرفته می شود و به سرعت برای حل جذب انرژی تجدیدپذیر در آینده ای نزدیک به کار گرفته می شود. فناوری الکترولیز آب PEM دارای چگالی جریان بالا است ، و اندازه الکترولیزر کوچک است, انعطاف پذیر به اپراte ، و باعث تغییر سریع بار می شود. این سازگاری خوبی با قدرت باد و فتوولتائیک (ناپایداری و تصادفی تولید برق) دارد. با رواج و کاربرد الکترولی PEM سر ، هزینه آن می تواند باشد انتظار می رود به سرعت کاهش یابد. توسعه SOE و AEM الکترولیز آب بستگی به پیشرفت فناوری مواد مرتبط دارد.

الکترولیزر آب PEM از PEM برای هدایت پروتون ها استفاده می کند و گاز را در هر دو طرف الکترود عایق می کند و از اشکالات ناشی از استفاده از الکترولیت مایع قلیایی قوی توسط AWE جلوگیری می کند. آب PEM الکترولیزر از PEM به عنوان الکترولیت و آب خالص به عنوان واکنش دهنده استفاده می کند. علاوه بر این ، نفوذپذیری هیدروژن در PEM کم است و خلوص هیدروژن تولید شده زیاد است. فقط بخار آب باید حذف شود. این الکترولیزر ساختار فاصله صفر ، مقاومت اهمی کم را تصویب می کند ، به طور قابل توجهی کارایی کلی فرآیند الکترولیتی را بهبود می بخشد و حجم فشرده تر است. محدوده کنترل فشار زیاد است ، و فشار خروجی هیدروژن می تواند به چندین مگاپاسکال برسد ، که می تواند خود را با تغییرات سریع انرژی ورودی انرژی تجدیدپذیر سازگار کند. بنابراین ، الکترولیز PEM آب برای تولید هیدروژن یک روش امیدوار کننده از فناوری تولید هیدروژن سبز است. همچنین لازم به ذکر است که تنگنای PEM الکترولیز آب هزینه است و سرویس زندگی در هزینه از الکترولیزر ، صفحات دوقطبی حدود 48٪ ، الکترودهای غشایی حدود 10٪ را شامل می شود. سطح پیشرفته بین المللی PEM این است: عملکرد تک باتری 2 آمپر است· cm-2@2 V ، کل بارگیری کاتالیزور بر اساس پلاتین 2 ~ 3 Mg/cm2 است ، زمان پایدار اجرا 6 است× 104 ~ 8× 104 ساعت ، و هزینه تولید هیدروژن حدود 3.70 دلار برای هر کیلو هیدروژن است. تحقیق در مورد کاهش هزینه PEM الکترولیزر تمرکز بر اجزای اصلی مانند کاتالیزور ، الکترود غشایی مبتنی بر PEM ، لایه انتشار گاز و صفحه دوقطبی است.

در سال 2003 ، شرکت پروتون آزمایش عملکرد مداوم سلول PEM را تکمیل کرد (6× 104 ساعت) با نرخ پوسیدگی تنها 4μ V/h با توجه به هدف فنی 2030 پیشنهاد شده توسط کنسرسیوم سلول سوخت و هیدروژن اروپا ، عمر سلول الکترولیتی باید به 9 برسد.× 104 ساعت ، و نرخ تضعیف باید در 15 0. 0.4 پایدار باشدμ Vh تحت کار مداوم بسیاری از محققان بر روی بررسی مکانیسم میرایی قطعات الکترولیزر PEM متمرکز شده اند ، دریافتند که کاتالیزورها و لایه برداری غشاء ، تغییر جریان ، خوردگی خط لوله تامین آب مانند افزایش امپدانس اهم ، باعث ایجاد ساختار الکترود غشایی در هر دو طرف نفوذ پذیری گاز می شود. و خلوص هیدروژن کاهش می یابد ، تغییرات دما و فشار ، چگالی جریان و ضعیف شدن قدرت چرخه بار نیز می تواند بر قسمت ها تأثیر بگذارد. م Instituteسسه فیزیک شیمیایی دالیان ، آکادمی علوم چین ، یک آزمایش تضعیف 7800 ساعته را روی الکترولیزر PEM انجام داد و دریافت که آلودگی عمدتا از آب و یونهای فلزی در اجزای سلول ناشی می شود. تأثیر تأمین آب و چگالی جریان بر عملکرد سلول الکترولیتی PEM مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. محققان فرانسوی مدلی از سلول الکترولیتی 46 کیلوواتی را برای پیش بینی عملکرد نوسانات برق ساخته اند. بازده سلول الکترولیتی به بالاترین می رسد و هنگامی که دما بالاتر و فشار کمتر است می تواند بهتر با نوسانات قدرت سازگار شود.

از نظر ارتقاء و کاربرد ، فناوری تولید آب الکترولیتی آب PEM چین از تحقیقات و توسعه آزمایشگاهی تا بازارسازی و کاربردهای وسیع در حال تغییر است و پروژه های نمایشی به تدریج انجام می شود. به عنوان مثال ، پروژه نمایش مگاوات هیدروژن شرکت دولتی Grid Anhui Electric Power Ltd. ، تا پایان سال 2021 تکمیل و به بهره برداری می رسد. موسسه فیزیک شیمیایی دالیان ، آکادمی علوم چین و شرکت منبع تغذیه سانگرو ، آموزشی ویبولیتین ، به طور مشترک آزمایشگاه مشترک تولید الکترولیز آب PEM را تأسیس کرد ، با هدف مسائل کلیدی در صنعتی شدن فن آوری الکترولیز آب PEM ، مانند فعالیت و ثبات کاتالیزور ارزان قیمت ، نفوذپذیری غشا ، ساختار الکترود غشایی و غیره برای صفحه دوقطبی ، لایه نفوذ ، و غیره ، توسعه چگالی جریان بالا و ولتاژ بالا تحت شرایط پوشش ارزان مقاوم در برابر فن آوری پوشش ، تمرکز بر بهبود کارایی الکترولیتی ، کاهش هزینه کلی.