MEA (membrane electrode assembly)是质子交换膜电解水（PEMWE）的关键设备【也是PEM燃料电池的关键核心设备】，它采用三明治结构，包含固态电解质膜（即质子交换膜）、催化剂层（CL）和气体扩散层（GDL）。作为电极反应发生的场所，CL 和 GDL 的结构对反应物和产物的转移（气液两相流）、阻力、质子和电子的运动以及电极反应的其他相关过程都有很大影响。因此，优化 MEA 的结构始终是提高 MEA 性能的关键问题。催化剂层是负载催化剂的部分，分别由阴极催化剂层和阳极催化剂分别构成析氢电极和析氧电极。阴极催化层的催化物质通常为铂，通常为铂纳米颗粒负载在多孔纳米碳上。阳极催化层的催化物质通常为铱或其氧化物（如二氧化铱）。PEM制氢设备
（MEA）是由质子交换膜（PEM）、催化剂和平板电极组装而成的堆栈。质子交换膜夹在嵌入催化剂的两个电极之间。质子交换膜使两个电极相互绝缘。这两个电极分别构成阳极和阴极。通常电极是热压在 PEM 上的。
在 PEM 水电解中，碳支撑的铂纳米粒子被用作阴极【析氢电极】的电催化剂，以促进 HER（hydrogen evolution reaction，析氢反应），析氢反应发生在负电极，析氢反应式如下：
当前，催化剂的制备上最广为关注的问题，就是成本问题，因为使用了铂、铱等贵金属。这是制约PEM制氢和PEM燃料电池发展的关键因素。目前看来，PEM制氢应用上，开发新型的非贵金属催化剂代替在短期是不太可能的，毕竟PEM的发展经历了数十年，还没有研发出能够完美替代铂、铱的催化剂。那短期来说，就只剩下一条路：降单位面积低铂、铱的用量！！！从膜电极的制备工艺和膜的结构上优化，保证催化剂性能和结构的稳定性。在这些工作上，已经取得了一些进步，也将会诞生若干个有价值的公司。但是，我们也应该警惕一些问题，如：产品的底层逻辑没有成熟，而资本市场的过度吹捧；行业普遍讲故事，讲商业模式；某些研发脱离实际，为创新而创新，为综述为综述，不研究如何做好产品，不考虑节省成本和资源；高纯氢气发生器
