氢气由于其可存储、可发电、燃烧热值高且无碳等特点，且其燃烧的产物是水，绿色环保可持续性强，在“双碳”的背景下，氢能成为了21世纪最具发展潜力的终极能源。

由于不同的电解质溶液所电解出的产物不同，通过电解水制氢制造出来的氢气，电解质溶液中的水的质量决定了电解的质量和电极的寿命，最终影响氢气的纯度。以质子交换膜为例（PEM）的水电解制氢技术，有着结构紧凑体积小、设计简单等优势，但对水的杂质尤为敏感。若直接对原水进行电解。原水中存在的多种污染物与杂质离子导致电解的氢气纯度不高。此外，由于水里其他杂质离子的放电，也将导致电能的消耗。因此应当采用纯水甚至超纯水作为电解水制氢的原材料。目前，海水直接电解制氢是新的研究方向，但是近半个世纪以来，未有突破性的理论与原理，能够彻底避免海水复杂组分对电解制氢体系的影响。

碱性水电解制氢系统原料水水质

PEM水电解槽水质要求

电解制氢的类型主要有三种，除了上文提到的质子交换膜电解，还有碱性水电解和固体氧化物水电解。碱性电解水虽然是目前应用较为广泛的方法，但依然存在效率低和污染问题严重等不足。固体氧化物电解技术由于工作温度高，限制了电解材料的选择、密封和操作，因此无法推广应用，而质子交换膜电解能够在高电流密度下工作，且占地面积小，效率高，整个过程无污染且操作便捷，可实现远程控制无需人员值守。所产的氢气纯度根据电解水的纯度而定，可高达99.999%。因此，较其他两种电解方法而言更为理想。

在电解水制氢中，反渗透系统主要承担了电解水原水的脱盐任务，能够适应各类含盐量的原水，脱盐率一般大于98%，因此能够为纯水制氢提供优质符合要求的水源。此外，通过反渗透法技术结合曲线微导力系统生产的纯水，不仅能够保证电解水的纯度，以及生产过程中的安全性，尤其在高含盐量的水处理工程中，能够获得更好的技术经济效益。

PEM质子交换膜电解水制氢，是极具发展前景的纯水制氢路径。具有运行电流密度高，能耗低，产氢压力高，具备了产业化、规模化发展的基础条件。但需要注意的是，PEM电解水瓶颈环节在于成本和寿命，因此为了进一步提高PEM性能并降低成本，可以采用增强复合的方案来改善PEM的机械性能，降低膜厚度，另外可以提高成膜的离子传导率来降低膜阻和电解耗能，能够有效提高电解槽的整体性能，延长使用寿命。

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