質(zhì)子交換膜膜材料的改進(jìn)及應(yīng)用質(zhì)子交換膜燃料電池具有工作溫度低、啟動(dòng)快、比功率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)陋、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，被公認(rèn)為電動(dòng)汽車、固定發(fā)電站等的首選能源。在燃料電池內(nèi)部，質(zhì)子交換膜為質(zhì)子的遷移和輸送提供通道，使得質(zhì)子經(jīng)過(guò)膜從陽(yáng)極到達(dá)陰極，與外電路的電子轉(zhuǎn)移構(gòu)成回路，向外界提供電流，因此質(zhì)子交換膜的性能對(duì)燃料電池的性能起著非常重要的作用，它的好壞直接影響電池的使用壽命。迄今最常用的質(zhì)子交換膜（PEMFC）依舊是美國(guó)杜邦公司的Nafion膜，具有質(zhì)子電導(dǎo)率高和化學(xué)穩(wěn)固性好的優(yōu)點(diǎn)，目前PEMFC大多采用Nafion等全氟磺酸膜，國(guó)內(nèi)裝配PEMFC所用的PEM主要依賴進(jìn)口。
但Nafion類膜仍存在下述缺點(diǎn)：(1)制作困難、成本高，全氟物質(zhì)的合成和磺化都非常困難，而且在成膜過(guò)程中的水解、磺化容易使聚合物變性、降解，使得成膜困難，導(dǎo)致成本較高；(2)對(duì)溫度和含水量請(qǐng)求高，Nafion系列膜的最佳工作溫度為70～90℃，超過(guò)此溫度會(huì)使其含水量急劇降低，導(dǎo)電性迅速下降，妨礙了通過(guò)適當(dāng)提高工作溫度來(lái)提高電極反應(yīng)速度和克服催化劑中毒的難題。