美國賓州州立大學提出了一項利用高溫質子選擇性高分子電解質膜(PEM)從氣體中分離氫氣的新手法。金屬精煉、肥料生產、大型車輛用燃料電池的動力供應等都是需要精製氫氣的過程。然而從含有氫氣以外氣體的混合氣體中精製或分離氫氣需要多個階段步驟且具困難度。而既有的氫氣分離方法係利用水煤氣轉化反應器(Water-Gas Shift Reactor)，但當中包含了繁複的過程。
有鑑於此，賓州大學透過使用新開發的電解質膜以及裝載了材料的泵浦(Pump)，實證確認可將既有製程予以簡單化。搭載高溫PEM等新材料的新型電化學泵可從氣體混合物中分離出氫氣且同時進行壓縮，因此相較於既有手法更有效率。
新手法的關鍵在於使用了高溫PEM，俾使可以快速且在成本面更有效率地從二氧化碳、一氧化碳等氣體分子中分離出氫氣。此外，與其他高溫PEM型電化學泵相比，可在高出20～70°的200～250°C溫度條件下運行，提升了從不需要的氣體中分離氫氣的能力
雖然此項PEM允許質子通過，但具有妨礙一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氮氣等較大分子通過的機能。為了讓電極在氫泵中有效發揮機能性，賓州大學合成了一項做為電極粒子結合固定之接著劑的膦酸離子聚合物(Phosphonic Acid Ionomer)黏合劑，並以此製作出「電極三明治」，將帶正電的電極與帶負電的電極做為「麵包」層，而薄膜則是「夾心材料」層。
在泵內部，帶正電的電極將氫分解成2個質子與2個電子。質子從帶正電的電極通過薄膜移動至帶負電的電極，而電子未通過薄膜並透過與帶正電電極接觸的導線移動至帶負電的電極，然後質子與帶負電電極處的電子重新結合以重新形成氫。。
利用新開發的電化學氫泵，確認燃料氣體混合物的氫氣回收率為85%，從既有水煤氣轉化反應器出口流的氫氣回收率為98.8%，達到了目前記錄的最高數值。
新手法對於含有大量一氧化碳時的氫氣精製特別有效，可望有助於降低成本。賓州大學表示，過去從未有過利用電化學氫泵將含有超過3%一氧化碳的氣體原料精製至此程度，且即使在含有高達40%一氧化碳的混合氣體中，研究小組也成功地實現氫氣精製。