质子交换膜（PEM）电解水制氢 —— 绿氢生产核心方案

质子交换膜（PEM）电解水制氢是一种通过电解水制取氢能的电化学反应工艺。

该工艺需借助包含阳极和阴极的电解装置，阳极与阴极通过质子交换膜（又称聚合物电解质膜）实现电隔离。当电解过程采用太阳能、水能、风能等可再生能源发电驱动时，所产生的氢气即为绿氢。

在质子交换膜电解系统中，超纯水围绕质子交换膜流动。该膜位于阳极与阴极之间，具备离子导电性。当向两电极施加电压后，阳极侧的水发生氧化反应（析氧反应，OER），生成氧气、自由电子和氢离子；氢离子通过扩散作用穿过质子交换膜，在阴极侧与电子结合生成氢气（析氢反应，HER）。质子交换膜电解的反应产物为氢气和氧气。

PEM 电解装置是一种通过电化学反应将水分解为氢气和氧气的系统。通过该方式制取的氢气可用作高效能源载体。我们专注制造 PEM 电解装置的核心部件 —— 电解槽，从某种意义而言，它堪称电解水制氢系统的 “心脏”。

PEM 电解装置的应用场景广泛多样，系统规模差异亦十分显著。其应用范围覆盖多元场景：从满足工业企业自身用能需求的分布式制氢，到工业氢能的大规模项目应用，亦或是为规模化出口氢能而打造的大型生产装置，均在其适配范畴内。

PEM 电解槽是电解水制氢系统的核心部件，我们通过工业化批量生产模式制造。该电解槽可将水分解为氧气（O₂）和氢气（H₂）。

博世 Hybrion 电解槽由 100 余个电池单元组成，每小时可产氢 22.9 千克，最高输出压力达 34 bar，对应的额定功率最高可达 1.25 兆瓦；单台 Hybrion 电解槽重量约 2850 千克，尺寸为 85×100×154 厘米。

相较于碱性电解（AEL）等其他电解技术，质子交换膜（PEM）电解水制氢技术的核心优势主要在于功率密度高、能源效率高、产氢压力高。此外，质子交换膜（PEM）电解水制氢装置还具有灵活性极强、空间需求小、易于扩展等特点，且运行安全可靠，是适配风能、太阳能等可再生能源的理想制氢技术。

在质子交换膜（PEM）电解系统中，超纯水围绕质子交换膜流动。该膜位于阳极与阴极之间，具备离子导电性。当向两电极施加电压后，阳极侧的水发生氧化反应（析氧反应，OER），生成氧气、自由电子和氢离子；氢离子通过扩散作用穿过质子交换膜，在阴极侧与电子结合生成氢气（析氢反应，HER）。质子交换膜电解的反应产物为氢气和氧气。

绿氢是通过电解系统制取的氢能，生产过程以超纯水为原料，且完全采用太阳能、风能等可再生能源发电驱动，是极具资源节约性的制氢方式。

电解制氢堪称工业生产、交通运输及能源领域的 “多面手”—— 它既是能源载体，也是生产原料，同时可作为储能介质。在分子形态下，氢能可通过转化为电子实现发电；同时，作为可燃气体，它可替代化石燃料使用。

对于无法仅通过电力替代化石燃料实现脱碳的工业领域，绿氢是关键解决方案；绿氢在化工行业中也具有广泛应用前景。此外，氢能作为商用车、轨道车辆的燃料及合成燃料的基础原料，能有效降低交通运输领域对化石燃料的依赖。

绿氢具备可储存特性，为长周期储能提供了多元可能。其中 “电制气” 技术极具应用潜力，该技术可将电能转化为氢能储存，并根据多元需求灵活调用。因此，绿氢有望在替代天然气、煤炭和石油方面发挥关键作用。

与传统能源相比，氢能经济的核心优势在于其全生命周期无温室气体等排放。