PEM水电解制氢技术具备快速启停、能匹配可再生能源发电波动性等优势。

在工业领域，PEM水电解制备的绿氢应用于合成、炼油、化工、钢铁等碳密集型行业，有助于实现双碳目标；
在交通领域，采用PEM水电解制氢技术建造加氢站现场制备绿氢，应用于燃料电池汽车、铁路、航空及航运等领域；
在电力领域，将风力、光伏等新能源电力接入氢储能系统，用于电解水制取绿氢，制得的储存在储氢罐中，需要时再将结合氢燃料电池发电并网，为电网供电，由此可以解决大规模消纳可再生能源的问题。

PEM(Proton exchange membrane)是质子交换膜电解水技术的简称。
和碱性电解水制氢技术不同，PEM电解水制氢技术使用质子交换膜作为固体电解质替代了碱性电解槽使用的隔膜和液态电解质（30%的氢氧化钾溶液或26%），并使用纯水作为电解水制氢的原料，避免了潜在的碱液污染和腐蚀问题。