AEM电解液
电解质对提升 AEM 的电解效率起重要作用。在 AEMWE 中常用的电解液是 KOH、K2CO3 和纯水。区别于传统的 ALK 所使用的高浓度碱性电解液，由于阴离子交换膜可传导 OH−，因此，AEM 可使用低浓度的碱液，可避免实验过程中高腐蚀性电解质造成的安全问题，不仅能降低电解的成本，还能提高系统的灵活性。然而，较低浓度的碱液无疑会影响离子传输，降低电解性能。通常情况下，电解性能随电解液浓度提升，但这种提升也有一定限度。研究发现将电解质溶液从 0.1 mol/L KOH 更改为 0.3 mol/L KOH 时，电池性能得到改善，但当电解质溶液进一步从 0.3 mol/L KOH 更改为 1.0 mol/L KOH时，性能改善不明显。这主要是由于电解质浓度的微小增加有助于加速 OER 和 HER 动力学特性、降低膜的欧姆电阻以及加快离子迁移率。但进一步增加电解质浓度会导致溶液黏度增加，并由于表面形成气泡而堵塞催化活性位点。目前常用的弱碱溶液是 KOH 和 K2CO3，一般来说碳酸盐的动力学低于氢氧化物，但目前对于二者的选择仍存在争议。
纯水供给的 AEMWE 没有腐蚀性液体电解质，这无疑能降低电解槽的开发和运营成本，但仅有聚合物材料提供氢氧化物传导通路，将导致工作电压较高。尽管如此，纯水 AEMWE 仍是最有发展前景的一项关键技术。LIU 等研究发现额外的氢氧化物不仅对膜和催化剂层的欧姆电阻起着关键作用，而且对反应动力学也起着关键作用。添加的液体电解质与电催化剂形成了额外的电化学界面，从而提供更多的离子传输路径，使用 1 mol/L KOH 的电池中的总有效电化学活性表面积是纯水中的 5 倍。总之，使用纯水电解质的前提是阴离子交换膜及离聚物性能的突破。
为实现大规模制氢并避免昂贵的水预处理，电解槽技术必须适应自然界中直接可用的水。海水覆盖了地球表面近 70%的面积，是地球上最丰富的含水原料（约占总水量的 97%）。在淡水稀缺的地区，直接使用海水有利于避免水处理费用。且海水原则上能实现更高效的水电解，由于纯水的电阻为 18 MΩ·cm，相比之下，海水的电阻要低六个数量级（20 Ω·cm）。然而，海水中的 Cl−和微生物会腐蚀金属，特别是 Cl− 会引起析氯反应，严重阻碍析氧反应的发生，对 OER 电极提出了严峻的挑战，此外，海水中存在的 Ca2+ 和 Mg2+ 在电解过程中还会沉积在电极表面和孔隙中，阻塞催化活性位点，严重影响催化活性。开发具备高电解活性和耐久性海水电解槽是一项艰巨任务。
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