从国产化进程角度来看，电解槽关键材料的国产化进程加速，更适用于可再生能源电解制氢的质子交换膜电解槽（PEM）的关键材料，包括催化剂、膜电极、气体扩散层等国产化进程加快。
从行业技术发展的趋势来看，电解槽未来发展的目标趋向于更低的电耗，更宽的负载工作范围，更大的单体规模，更高的电流密度以及更长的使用寿命，其本质在于提升电解槽产氢量同时降低单位制氢成本。
为提升电解槽的提升性能，未来碱性电解槽企业重点研发方向包括隔膜，催化剂，电极等，PEM电解槽企业重点研发方向包括质子交换膜，气体扩散层，催化剂等。
一般在碱性电解水制氢系统成本构成为：电解槽（50%）、电气设备（15%）、气体分离与干燥纯化设备（15%）、其他设备（20%)。
而在电解槽中，根据IRENA数据，膜片及电极组件（57%），电堆组装&端板（10%），双极板（7%），小组件（4%），结构层（14%），多孔传输层（8%）为电解主要成本构成。
PEM电解槽主要由膜电极（包含质子交换膜、催化剂、气体扩散层）、双极板、环氧树脂板和端板构成。
膜电极是整个水电解槽物料传输以及电化学反应的主场所，其特性与结构直接影响PEM水电解槽的性能和寿命。
质子交换膜：质子交换膜需具备高质子传导率、高气密性、高亲水性、耐酸性、极低的电子传导率等特性，其质量直接影响电解槽的运行效率和使用寿命。质子交换膜大多采用全氟磺酸（PFSA）基聚合物。
目前科慕Nafion系列膜是电解制氢中使用最多的质子交换膜，国内的企业中，东岳未来氢能和武汉绿动都已经开发出了用于PEM电解槽的质子交换膜，正在尝试国产替代。
催化剂：理想的催化剂具有抗腐蚀性、良好的比表面积、气孔率、催化活性、电子导电性、电化学稳定性以及成本低廉、环境友好等特征。
PEM电解槽的催化剂阳极和阴极所用的材料有较大的不同，其中阴极催化剂主要以铂贵金属及其合金为主；阳极催化剂则选用抗氧化、耐腐蚀的铱、钌等少数贵金属或其氧化物。
气体扩散层方面：阴极通常使用碳材料，如碳纸、碳布和碳毡等，阳极则主要用钛网、钛板和钛毡等钛材料。
双极板：主要用于支撑膜电极和气体扩散层，同时汇流氢气和氧气并传导电子，双极板需具备较高的机械稳定性、化学稳定性和低氢渗透性。材质上基本选用钛材料，并涂抹含铂的涂层。
PEM电解水制氢系统成本构成来看，电解槽单位成本更高，电解槽/电源设备/气体分离&纯化设备/其他设备分别占比总成本60%/15%/10%/15%。
在PEM电解槽中，膜电极（24%），电堆组装&端板（3%），双极板（53%），小组件（3%），多空传输层（17%）为主要成本构成。
PEM燃料电池是全球商业化最为成功的燃料电池技术路线，而PEM电解水制氢具有电流密度大、氢气纯度高、动态响应速度快等优点，能适应可再生能源发电的波动性，被认为是极具发展前景的电解水制氢路线。
PEM电解水制氢与PEM燃料电池互为逆反应，二者组成结构类似，核心材料均为质子交换膜、催化剂、气体扩散层与双极板。据GGII调研，PEM制氢及燃料电池核心材料中，除双极板环节基本国产化外，质子交换膜、催化剂与钛毡/碳纸气体扩散层仍以外资品牌为主，售价居高不下，亟待国产化降本。
质子交换膜：PEM制氢及燃料电池主要采用全氟磺酸质子交换膜，主流燃料电池质子交换膜厚度为8~15μm，PEM制氢膜厚度在120~185μm。
据GGII调研，国内民用PEM电解槽质子交换膜已基本实现国产化，代表厂商有东岳未来氢能、科润新材料、武汉绿动、汉丞科技等；而工业PEM电解槽对性能及寿命要求较高，以进口科慕等外资品牌质子交换膜为主，国产化处于起步阶段。
催化剂：PEM燃料电池电堆中催化剂成本占比20%左右，而PEM制氢催化剂在电解槽中成本占比高达30%以上，是降本主要方向。
据GGII调研，PEM燃料电池催化剂以铂碳催化剂为主，2022年国产化率首次突破20%。国内PEM制氢催化剂国产化率相对较高，代表厂商有中科科创、济平新能源、枡水科技、氢电中科等。
PEM制氢阴极催化剂多为铂碳催化剂，主流应用铂载量约60%-75%，阳极使用铱基催化剂，目前市场价格高达1200-1500元/g。铱金是稀有贵重金属，全球年产量仅为7吨左右，而铂金全球年产量也仅约200吨。由于贵金属催化剂成本高昂，降低催化剂中贵金属载量及研发非贵金属催化剂是PEM制氢和燃料电池必然发展方向。
气体扩散层：PEM电解槽阴极气体扩散层可采用碳纸、碳布或钛材，阳极气体扩散层多选用钛毡、钛网等钛基材料；PEM燃料电池气体扩散层多采用碳纸基材。
据GGII调研，2022年国内PEM燃料电池气体扩散层进口占比仍超过95%，国产化大有可为；而以钛毡为主的PEM制氢气体扩散层国产化率相对较高，涌现玖昱科技、浙江菲尔特、西安菲尔特等一批企业。
目前，主流钛毡厚度200~400微米，孔隙率在50%~80%，为提升耐腐蚀性和降低接触电阻，通常进行镀铂处理，每平米镀铂成本在5000~15000元不等，加上钛毡本身成本，总成本可高达20000元/平米，是PEM电解槽降本重要方向。
双极板：目前PEM制氢双极板多采用钛基材料，通过蚀刻或冲压工艺加工而成，为确保性能和寿命，也需要进行贵金属涂覆。PEM燃料电池以石墨或不锈钢基材双极板为主，成本相对较低。
据GGII调研，PEM制氢电解槽中，钛基双极板及涂层成本占比可达一半以上，从降本出发，减少贵金属用量为主要研发方向，目前浙江菲尔特、云帆氢能等企业已推出相关产品。
2022年以来，PEM制氢及燃料电池核心材料类企业受资本关注度显著提升，上海碳际、氢新科技、福氢氢能、国科领纤等多家企业在2023年获得两轮融资，质子交换膜企业科润新材料获2.4亿元C轮融资。从融资企业属性来看，大多以初创企业为主。
目前PEM制氢及燃料电池市场均处于发展初期，市场格局未定，发展前景广阔，亟待国产化以推动氢能应用产业链条降本增效。
从部分公司发布的PEM电解槽相关参数来看，国内PEM电解槽规模集中于50-200Nm³/h，目前单槽最大规模已达到400Nm³/h。
从各大公司目前发布的碱性电解槽相关参数来看，国内电解槽规模集中于1000-1500Nm³/h，目前碱性电解槽呈现大型化趋势，海外企业例如蒂森克虏伯单体最大产氢量已达4000Nm³/h（约20MW）。
电解槽大型化也将带动制氢单位成本降低，目前国内多数碱性电解槽直流电耗集中于4.2-4.6kWh/Nm³，直流电耗下降同样为电解槽产品发展的一大趋势，如隆基氢能推出的ALKHi1plus产品，直流电耗满载状况下低至4.1kWh/Nm³，明阳智能最新发布的产品最低直流电耗已达到3.87kWh/Nm³。
