PEM电解水制氢技术是指使用质子交换膜作为固体电解质，使用纯水作为电解水制氢原料的水电解制氢技术。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。PEM制氢设备
图：PEM电解槽结构示意图
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，膜电极特性与结构直接影响PEM电解槽的性能和寿命。
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，主要依靠进口。随着我国东岳未来、科润新材等国内头部质子交换膜生产商的产能扩张进度加快，我国质子交换膜的进口依赖度将进一步下降。且根据IEA的预测，未来质子交换膜价格有望进一步下降至500元/平，成本下降与生产可控将进一步提升我国PEM电解槽的生产能力。水电解制氢设备
PEM电解水制氢设备的双极催化剂不同，目前市场上主流的PEM电解槽催化剂，阳极一般为二氧化铱、铱黑等铱基催化剂，阴极为铂碳催化剂。根据 GGII 统计，阴极催化剂的Pt负载量一般为0.4-0.6mg/cm2，铂、钛、铱等贵金属成为 PEM电解槽扩产的主要瓶颈，降低贵金属使用率或开发替代材料是PEM电解槽的降低成本的未来发展趋势。
气体扩散层方面，阳极侧气体扩散层由抗腐蚀钛金属制成，阴极可以选用碳纸和碳布等碳基材料，或同样使用钛材。由于气体扩散层的成本主要由加工费用主导，若规模化生产将会带来大幅的成本削减。因此，扩散层大规模生产工艺是未来重点发展方向。
金属双极板是PEM电解槽的重要组件，约占电解槽50%左右的价格。目前主流的PEM电解槽金属双极板通常为钛基双极板，表面镀有Pt或Au等贵金属涂层或进行其他表面处理。由于双极板在PEM电解槽中重复量较大，因此贵金属涂层的用量价格对PEM电解槽的成本影响较大。高纯氢气发生器
