由于PEM电解质氢气渗透率较低，产生的氢气纯度高，仅需脱除水蒸气，工艺简单，安全性高；电解槽采用零间距结构，欧姆电阻较低，显著提高电解过程的整体效率，且体积更为紧凑；压力调控范围大，氢气输出压力可达数兆帕，适应快速变化的可再生能源电力输入
01、水电解和氧气析出
水（2H2O）在阳极上发生水解反应，
在电场和催化剂的作用下，分裂成质子（4H+）、电子（4e-）和气态氧（O2）
方程式：2H2O = 4H+ + 4e- + O2
方程式：2H2O（2个水分子） = 4H（4个氢原子）+ + 4e（4个电子）- + O2氧气
02、质子交换
4H+穿过含有磺酸基官能团的固体PEM，在电场的作用下到达阴极。
03、电子传导
4e-电子通过外电路由阳极传到阴极。
04、氢气析出
到达阴极的 4H+得 4e-生成 2H2，
方程式：4H（4个氢原子）+ + 4e4个电子）- = 2H2（两个氢分子）