目前市面上主流的电解水制氢技术主要可以分为碱性水电解（ALK）、质子交换膜电解（PEM）、高温固体氧化物电解（SOEC）、固体聚合物阴离子交换膜电解（AEM）这四类。
目前在中国，碱性电解水制氢已经完成可商业化，产业链较为成熟；PEM制氢目前还处于商业化初期，产业链国产化程度不足；SOEC和AEM仍处于研发和示范阶段，目前没有进行商业化应用。
01 碱性电解槽制氢
1、原理和组成
图 1 碱性液体水电解原理示意图（图源：中国工程院院刊）
碱性电解水制氢是指在碱性电解质环境下进行电解水制氢的过程，电解质一般为30%质量浓度的KOH溶液或者26%质量浓度的NaOH溶液。碱性电解水制氢系统主要包括碱性电解槽主体和BOP辅助系统。
碱性电解技术最大的优势是阴阳电极板中不含有贵金属，因此电解槽的成本相对较低。最核心的特点是要求电力稳定可靠，不适合风光等间歇性电能。商业成熟度高，运行经验丰富，国内一些关键设备主要性能指标均接近于国际先进水平，单槽电解制氢量大，易适用于电网电解制氢。
碱性电解槽，奥扬科技
碱性电解槽主体由端压板、密封垫、极板、电板、隔膜等零部件组装而成，电解槽包括数十甚至上百个电解小室，由螺杆和端板把这些电解小室压在一起形成圆柱状或正方形，每个电解小室以相邻的2个极板为分界，包括正负双极板、阳极电极、隔膜、密封垫圈、阴极电极6个部分。
碱性电解水制氢电解槽主要成本构成为电解电堆组件（45%)和系统辅机（55%)；电解槽成本中55%是膜片及膜组件。
2、碱性电解槽主要组成部分介绍
（1）极板和极框
主要作用：支撑电极和隔膜以及导电
性能要求：在碱液中不易被腐蚀
材质：铸铁金属板、镍板或不锈钢金属板
（2）隔膜
主要作用：防止氢气和氧气混合
性能要求：保证氢气和氧气分子不能通过隔膜，但允许电解液离子通过；耐高浓度碱液腐蚀；具有较好的机械强度；隔膜孔隙率尽可能高；在电解温度和碱液条件下能够保持化学稳定；原料易得、无毒、无污染，废弃物易处理
材质：石棉隔膜（最早）、聚苯硫酬PPS隔膜（目前国内主流）未来研发重点：聚四氟乙烯树脂改性石棉隔膜、聚醚醚酮纤维隔膜、聚砜纤维隔膜等
（3）电极
主要作用：发生电化学反应的场所，决定制氢效率的关键
性能要求：耐碱、耐高温、表面积大
材质：国内大多采用镍基的，如纯镍网、泡沫镍或者以纯镍网或泡沫锵为基底喷涂高活性催化剂（高活性镍基催化剂、含贵金属催化剂）
02 质子交换膜（PEM）电解水制氢
图2 质子交换膜水电解制氢原理（图源：中国工程院院刊）
质子交换膜水电解制氢是指使用质子交换膜作为固体电解质，并使用纯水作为电解水制氢的原料的制氢过程。PEM电解水制氢系统由PEM电解槽和辅助系统（BOP)组成。
和碱性电解水制氢技术相比，PEM电解水制氢技术具有电流密度大、氢气纯度高、响应速度快等优点，PEM电解水制氢技术工作效率更高。但是由于PEM电解槽需要在强酸性和高氧化性的工作环境下运行，因此设备对于价格昂贵的金属材料如铱、铂、钛等更为依赖，导致成本过高。
目前中国的PEM电解槽发展和国外水平仍然存在一定差距，国内生产的PEM电解槽单槽最大制氢规模大约在260Nm³/h，而国外生产的PEM电解槽单槽最大制氢规模可以达到1000Nm³/h ，国产大型质子交换膜水电解技术还有很大的进步空间。
PEM电解槽，淳华氢能
质子交换膜电解槽由质子交换膜、催化剂、气体扩散层和双极板等零部件组装而成， 是PEM电解水制氢装置的核心部分。电解槽的最基本组成单位是电解池，一个PEM电解槽包含数十甚至上百个电解池。
质子交换膜电解槽成本45%是电解电堆、55%是系统辅机；其中电解电堆成本中53%是双极板；膜电极成本由金属Pt、金属Ir、全氯磺酸膜和制备成本四要素组成。由于PEM电解槽的质子交换膜需要150-200微米，在加工的过程中更容易发生肿胀和变形，膜的溶胀率更高，加工难度更大，主要依赖于国外产品。
PEM电解槽主要组成部分介绍
PEM电解槽内部结构
（1）质子交换膜
主要作用：质子交换的通道；作为屏障防止阴阳极产生的氢气和氧气互相接触；为催化剂涂层提供支撑
性能要求：极高的质子传导率和气密性，极低的电子传导率；良好的化学稳定性，承受强酸性；较强的亲水性
材质：全氟磺酸基聚合物
（2）催化剂主要作用：电化学反应的场所性能要求：具备良好的抗腐蚀性、催化活性、电子传导率和孔隙率等
材质：依赖贵金属，阴极催化剂为以碳为载体材料的铂碳催化剂；阳极催化剂一般选用耐腐蚀且析氧活性高的贵金属，如铱、钌及其对应的氧化物
（3）气体扩散层/集流器主要作用：确保气体和液体在双极板和催化剂层之间的传输，并提供有效的电子传导。性能要求：拥有有合适的孔隙率，良好的导电性，确保电子传输效率。
材质：阳极气体扩散层主要选择耐酸耐腐蚀的铁基材料，并涂抹含铂或辕的涂层进行保护， 阴极扩散层主要选择碳纸或铁毡。
（4）双极板主要作用：支撑膜电极和气体扩散层；汇流气体（氢气和氧气）及传导电子的通道。性能要求：具备较高的机械稳定性、化学稳定性和低氢渗透性。
材质：钛材料，并涂抹含铂的涂层
03 经济指标与制氢成本对比
国内出货量中碱性占据绝对主导，海外出货量中碱性略大于PEM；核心在于国内PEM设备成本是碱性的4-6倍，海外PEM仅为碱性1.2-1.5倍，PEM的综合性价比优势在海外更为明显。未来，碱性电解槽主要以降低电耗，减少能耗成本为主，提高综合性价比；PEM电解槽主要以提高电流密度，降低贵金属铱载量，同时通过国产化+规模化，降低设备成本，PEM电解槽设备的下降路径曲线将更为陡峭。
表1 碱性电解与 PEM 电解制氢技术经济指标对比
表2 碱性电解与质子交换膜电解制氢成本对比
04 国内双线布局趋势凸显
目前，国内碱性电解槽技术成熟且相关产业链已经趋于完善，成本也在稳步下降，市场应用程度较高，尤其是1000Nm³/h的碱性电解槽已被广泛的应用于国内多个大型绿氢项目。
PEM电解槽这边，国内供应链相对薄弱，但随着政策的支持以及市场的回暖，切入PEM电解槽赛道的企业比将会增多，相应工艺的进展也会加快，成本也会随之下降。今年以来，嘉庚实验室、亿华通、淳华氢能、氢辉能源等多家企业的PEM新品发布，颇有赶超去年碱性产品发布的节奏，增强了行业的信心。
截至今年，国内已有一百多家企业布局碱性制氢装备，三十多家企业布局PEM制氢装备。不管碱性和PEM谁更有前景，双线布局似乎更加稳妥。
第五届中国绿氢与应用发展论坛
会议背景
根据《中国氢能发展报告2025》数据显示，2024年，我国氢能全年生产消费规模超3650万吨，位列世界第一位。
东北三省一区在建及规划的绿色甲醇和绿氨生产项目75个，占全国产能的80%以上。项目进展顺利预计到2028年，绿色甲醇产能将达到1274万吨、绿氨211万吨；预计到2030年，绿色甲醇产能3114万吨、绿氨562万吨。东北地区正在形成全球低成本绿色船舶燃料的主要生产基地。
同时，绿氢项目面临产品销路单一、绿氢跨行业标准缺位，应用场景经济性待突破等系统性挑战。本次会议，组委会邀请马士基、达飞、中海航运、现代商船、中国化学、中国船东协会、梅赛尼斯、赛默飞、法液空等相关知名单位，聚焦氢能产业上下游产业协同对话交流，通过分享国际标杆案例、剖析国内示范项目痛点，为我国乃至全球构建安全、经济、可持续的绿氢消纳体系注入动能。
组织形式
主 办：中国氢能100人论坛 | 世纪新能源网
承 办：氢能观察 | 氢能技术情报 | 氢能项目情报
规 模：300人
时 间：8月6人-7日
地 点：大连
热点议题
绿氢消纳场景协同：交通领域氢能重卡、氢能船舶、绿色航煤（SAF）、氢电航空无人机应用、氢电物料冷链等；工业脱碳氢冶金；化工领域合成氨、绿色甲醇、煤化工替代、燃煤机组掺烧绿氨发电等；
绿氢氨醇项目商业化验证与应用：绿氢氨醇项目经济性分析测算；关键技术路线与工艺选型；大型绿氢项目设计设计与验证；
电解槽技术迭代、成本突破和应用案例分析；ALK、PEM、AEM、SOEC现状与前景分析；关键零部件进展和增效降本路径；
氢能运输经济性与安全性；绿氢销售的低碳或零碳认证；燃料电池轻量化设计验证：绿氢出海与保险。
拟邀企业及嘉宾
马士基、达飞、中海航运、现代商船、中国化学、中国船东协会、梅赛尼斯、赛默飞、法液空、旭阳集团、中国化学、中国石化、中国石油、中国海油、三峡、国家电投、中国能建、国氢科技、中科院大连化物所、国家能源集团、金风、远景、天合元氢、隆基氢能、阳光氢能、明阳氢能、中船718所、江苏双良、海德氢能、希倍优、国富氢能等。
（排名不分先后）
联系我们
满盈：18043147317
赫铭：13578986483
免责声明：本平台仅供信息发布交流之途，请谨慎判断信息真伪。如遇虚假诈骗信息，请立即举报
举报