质子交换膜电解水(PEMEC)技术因其高电流密度、快速响应和高纯度氢气产出，被视为绿氢制备的关键路径。然而，其系统效率受运行条件影响显著，尤其对温度与压力的敏感性成为工程优化的核心议题。本文基于自主搭建的PEMEC电解水测试台，系统研究了在30–80°C温度区间及常压至3 MPa压力范围内的效率变化规律。
实验结果表明，在恒定电流密度(如2 A/cm²)下，随着温度升高，电池电压显著下降，系统电能消耗降低，整体效率提升。这主要归因于高温下质子传导率增强、电极反应动力学加快以及界面阻抗减小。然而，当温度超过70°C时，膜材料(如Nafion)可能出现脱水现象，导致质子传导性能下降，效率增长趋于平缓甚至略有回落。
在压力方面，提高阳极侧操作压力可直接获得高压氢气，减少后续压缩能耗。但高压同时增加了膜两侧的机械应力，可能引发膜穿孔或密封失效。测试数据显示，在1.5 MPa以下，系统效率随压力上升略有提升；超过2 MPa后，欧姆损失和传质阻力显著增加，效率反而下降。此外，高压还加剧了氧气向阴极的渗透，带来安全隐患。
综合来看，PEMEC电解水测试台在60–70°C、1–1.5 MPa工况下表现出较优能效比，兼顾安全性与经济性。未来研究应聚焦于开发耐高温、耐压的复合膜材料，并优化流场结构以改善高压下的传质性能。本研究为PEMEC系统在工业级绿氢项目中的参数配置提供了实验依据与理论支撑。
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