Die PEM-Elektrolyse wird bislang in kleineren Apparaturen mit Leistungen unter 100 kW eingesetzt. Sie erreicht eine hohe Leistungsdichte und gute Zellwirkungsgrade und reagiert auf Lastwechsel innerhalb von Sekunden und arbeitet zudem im kleinen Teillastbereich. Dadurch lässt sie sich gut mit den fluktuierenden erneuerbaren Energien koppeln. Als vergleichsweise junge Technologie ist sie noch nicht so ausgereift wie die alkalische Elektrolyse und verursacht höhere Kosten.
Die Elektrolyse nutzt das umgekehrte Prinzip der Brennstoffzelle.
Mit Hilfe von Strom wird das Wassermolekül (H2O) in seine Bestandteile Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) zerlegt.
