以下内容梳理了当下主流pem电解槽所用材料、结构形式以及各部件自下而上的制造思路。为便于量化，文中以 1 mw 电堆为参照，催化剂负载量取 2022 年商业化产品平均水平，未计入实验室级别的突破性数据。
表：pem电解槽的关键设计规范
一、1 mw 电堆设计基准
- 单电池有效催化面积：≈ 900 cm²（正方形，也可选矩形或圆形）图1
- 活性区外沿再留 10 % 工艺余量，用于模切与压缩均匀性
- 未来迭代方向：提高电流密度，在相同几何尺寸与单池数量下增大产氢量
图1
二、制造总览
图 2 展示了从原材料到成品的完整工艺链，下文按四大部件逐一展开。
图2
三、传输层
1. 阳极 ptl（多孔传输层）
– 材料：烧结钛 pvd 镀铂
– 工艺：钛粉→烧结→模切→pvd 镀层（工艺图见图 3）
图3
2. 阴极 gdl（气体扩散层）
– 直接采购碳纸/碳布，模切成所需尺寸即可
四、ccm & mea
1. 结构
ccm（催化剂涂覆膜）夹在阴/阳极传输层之间即构成 mea。
图4
2. 成本地位
ccm 占电堆成本比重最高，是降本重点研究对象。
3. 两条制备路线
超声波喷涂：实验与小批量常用，效率低，卷对卷（r2r）改造后可提速
图5
狭缝涂布：r2r 连续工艺，速度快、易放大，正逐步取代喷涂
（图 4、图 5 分别给出两种路线的设备配置与质量监控示意）
4. mea 集成
ccm 完成后与 ptl、gdl 叠合，即得 mea。
五、双极板
– 材料：钛卷板 pvd 镀铂（早期曾用 316l 不锈钢）
– 厚度：本例取 1.5 mm（不含镀层）
– 工艺：冲压/蚀刻流场 → pvd 镀铂（图 6）
图6
六、单池与整堆组装
1. 单池
– 双极板丝网印刷密封垫圈
– 依次叠放 mea（含 ccm、ptl、gdl）
– 固化
2. 成堆
– 将单池层层叠加并压紧
– 加装端板、拉杆等机械件（图 7）
图7
3. 自动化程度
– 小批量：人工叠装，人力密集、节拍慢
– 大批量：多级自动化，效率显著提升