電解水制氫是在直流電下將水分子分解為氫氣和氧氣，分別在陰、陽極析出。電解水制氫主要有3種技術路線：堿性電解（AWE）、質子交換膜（PEM）電解和固體氧化物（SOEC）電解。

    目前，堿性電解水制氫技術最為成熟、成本最低，更具經濟性，已被大規(guī)模應用。固體氧化物電解水制氫目前以技術研究為主，尚未實現(xiàn)商業(yè)化。PEM電解水制氫技術已實現(xiàn)小規(guī)模應用，且適應可再能源發(fā)電的波動性，效率較高，發(fā)展前景好。

    PEM電解裝置相比于堿性電解裝置的優(yōu)勢，包括操作更為靈活、輸出壓力較高、尺寸更小等，但其投資成本較高，且使用壽命較短。PEM電解裝置使用的材料成本高，因此前期投入高，這是其推廣的一大障礙。

    PEM電解裝置的雙極板使用鍍金或鍍鉑的鈦材料，電堆核心也要使用稀有金屬。考慮到陽極側容易氧化，為增強耐用性，還要使用銥這種地球上最稀有的金屬。陰極側常使用鉑，不過鉭有望成為替代材料。

    電池單元使用的稀有金屬占PEM電解系統(tǒng)整體成本的近10%，稀有金屬已成為推廣PEM電解技術的瓶頸，其原因不是稀有金屬成本高，而是因為供應鏈局限性較大。

    目前，全球鉑金屬的年產量約為200噸，通過回收汽車和電氣設備使用的鉑可增加約20%的產量。假設全球所有的鉑都用于電解水制氫裝置，那么未來10年全球可再部署2000吉瓦的電解裝置。假設電解裝置的使用壽命為10年，到期后所有退役電解槽使用的鉑都能回收再用于電解水制氫，那么到2030年全球可部署4000吉瓦的電解裝置。今后幾年內有望通過技術創(chuàng)新減少PEM電解裝置的鉑金屬用量，因此鉑應該不會成為電解水制氫技術的瓶頸。

    不過，目前電解槽每千瓦裝機容量對應銥的用量為1~2.5克，而全球銥的年產能僅為7~7.5噸。按照目前的技術水平，全球銥產能只能支持每年增加10~12吉瓦的PEM電解槽。預計未來10年，銥的產能僅能支持30~75吉瓦的PEM電解裝置。

    鑒于此，稀有金屬會嚴重影響PEM電解裝置的推廣部署和可再生能源制氫的發(fā)展。為避免關鍵材料供應短缺，還需要進一步創(chuàng)新以減少稀有材料的使用，并盡可能用價格低廉的常見材料來替代稀有金屬。