用于燃料电池的碱性阴离子交换膜研究进展
燃料电池用阴离子交换膜的研究进展
燃料电池用阴离子交换膜的研究进展邵思远;张建钊【摘要】碱性阴离子交换膜燃料电池(AEMFC)是一种以碱性阴离子交换膜为电解质的新型燃料电池.结合了质子交换膜燃料电池(PEMFC)和传统碱性燃料电池(AFC)的优点,从根本上摆脱了对贵金属催化剂的依赖,具有广阔的应用前景.阴离子交换膜是阴离子交换膜燃料电池的核心材料之一,其电导率及稳定性制约了碱性阴离子交换膜(AEM)的发展.从提高AEM的电导率及耐碱稳定性两个方面,对近期报道的研究工作进行梳理总结.%Alkaline anion exchange membrane fuel cell (AEMFC) is a new kind of fuel cell with alkaline anion exchange membrane as electrolyte.It combines the advantages of the proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) and the traditional alkaline fuel cell (AFC).Fundamentally free from dependence on noble metal catalysts.AEMFC has broad application prospects in fuel cells.The anion exchange membrane (AEM) is one of the key materials in AEMFC,the development of the AEMFC is restricted by its low conductivity and stability.The development of improving of the conductivity and alkaline stability of AEM is summarized.【期刊名称】《河南化工》【年(卷),期】2017(034)005【总页数】4页(P11-14)【关键词】阴离子交换膜燃料电池;阴离子交换膜;耐碱稳定性;电导率【作者】邵思远;张建钊【作者单位】大连市第八中学,辽宁大连 116021;大连市第八中学,辽宁大连116021【正文语种】中文【中图分类】TQ425.236阴离子交换膜燃料电池(AEMFC)作为新兴的燃料电池技术，结合了传统质子交换膜燃料电池(PEMFC)全固态电池结构和碱性燃料电池(AFC)氧化还原反应速率较快的优点，有希望摆脱PEMFC对贵金属的依赖，实现燃料电池成本的大幅度下降[1-2]。
氢燃料电池的研究进展
氢燃料电池的研究进展氢燃料电池是一种以氢气和氧气为燃料的电化学装置，通过氢氧气的化学反应产生电能，是一种非常环保和高效率的能源转换技术。
随着全球对清洁能源的需求日益增加，氢燃料电池作为一种可持续的能源解决方案受到了广泛的关注和研究。
在过去几十年中，氢燃料电池研究取得了显著的进展，下面将简要介绍一些重要的进展。
首先，氢燃料电池的效能得到了不断提高。
目前主要有三种类型的氢燃料电池，包括质子交换膜燃料电池（PEMFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）和碱性燃料电池（AFC）。
通过改进材料的性能、优化电池结构和提高催化剂的活性，研究人员取得了显著的效能提高。
例如，对于PEMFC，利用新型催化剂和离子交换膜可以大幅提高电池效能，将其推向实际应用的水平。
另外，SOFC的效能也得到了大幅提升，使得其可以在大规模电力生产领域应用。
其次，研究人员还在氢燃料电池的稳定性和寿命方面取得了重要进展。
在使用氧化还原反应产生水的同时，氢燃料电池中的催化剂也会逐渐失去活性，导致电池效能下降。
为了解决这个问题，研究人员不断改进催化剂的稳定性，提高电极材料的耐用性，并且设计新的寿命测试方法以评估电池的长期稳定性。
这些进展使得氢燃料电池的稳定性得到了显著提高，可以满足长时间运行的要求。
此外，氢燃料电池的制造工艺也得到了改进，使得成本得到了降低。
随着燃料电池市场规模的不断扩大，制造商开始采用大规模生产的方法，从而降低了部分组件的成本。
另外，利用新材料和新工艺的开发，能够更好地利用资源，减少材料的使用和废弃物的产生。
这些改进使得氢燃料电池的制造成本有所下降，有利于其商业化和大规模应用。
最后，氢燃料电池的应用领域也在不断扩展。
目前，氢燃料电池主要应用于交通运输领域，包括汽车、卡车和公共交通工具。
由于氢燃料电池的高效能和零排放特性，它们成为替代传统燃油动力的理想解决方案。
此外，氢燃料电池也逐渐应用于移动电源、能源存储和微型电网等领域。
随着相关技术的不断推进和成本的进一步降低，氢燃料电池在更广泛的领域中得到了应用。
阴离子交换膜燃料电池的缺点
阴离子交换膜燃料电池的缺点
阴离子交换膜燃料电池（Anion Exchange Membrane Fuel Cell，AEMFC）是一种新型的燃料电池技术，尽管具有许多优点，但也存在一些缺点：
1. 碱性环境要求：AEMFC需要在高碱性环境下运行，通常使用氢氧化钾（KOH）溶液作为电解质。
这就要求电池内部的碱性环境保持稳定，防止溶液中的碱性成分泄漏或失效，增加了系统的复杂性和维护成本。
2. 膜稳定性：AEMFC使用的阴离子交换膜在高碱性环境下需要具备良好的稳定性。
然而，目前可用的膜材料在高温和湿度条件下可能会发生降解或失效，导致电池性能下降。
3. CO2传输：在AEMFC中，CO2是通过膜透过的方式排出电池的。
然而，由于CO2的溶解度较低，CO2的排出受到限制，可能会导致CO2在阴极区堆积，影响电化学反应速率。
4. 膜导电性和传质性：与质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC）相比，AEMFC的膜导电性和传质性较差。
这可能导致电池的效率降低，并在高负载情况下产生过高的电压降。
5. 系统复杂性：与传统的PEMFC相比，AEMFC的系统设计和控制较为复杂。
由于碱性环境的要求和阴离子交换膜的特性，AEMFC涉及到更多的组件和操作参数，例如碱性电解液的管理、阳极和阴极的催化剂选择等，这增加了系统的复杂性和运行的技术难度。
需要指出的是，AEMFC技术仍处于发展阶段，对于部分缺点已经有了一些解决方案，例如改进膜材料和系统设计。
随着技术的进步和研究的持续进行，这些缺点有望逐渐得到克服。
离子交换膜燃料电池技术进展
1.交联聚合物中引入质子交换基团
聚合物基质的改性 商用聚合物膜的改性
聚合物基质的改性
在聚合过程中加入多官能度单体合成交联 聚合物, 然后通过磺化或共混酸性化合物引 入质子交换基团, 最后用溶液浇铸法等常用 的制膜方法制备成膜。这种质子交换膜具 备水凝胶的强吸水性, 在干膜或较低的相对 湿度下仍能保持较高的电导率。交联起到 限制水凝胶过度溶胀的作用, 使其在70 ℃ 以下具有良好的力学强度。
电池方面
质子交换膜 膜电极 催化剂层
气体扩散电极
双极板
扩散层
扩散层一方面提供反应气体、电子流和 排出生成水的通道，另一方面支持催化剂 层网络。一般应用炭纸或炭布制造，厚度 为0.18mm～0.35mm。炭纸、炭布的主要 原料是炭纤维，可分为聚丙烯腈基、沥青 基及粘胶基炭纤维三类。根据制造工艺不 同有普通型、高模量型和高强度型等系列 产品。
质子交换膜
质子交换膜是PEMFC的核心，其性能将直 接影响PEMFC的电池性能，能量效率和使 用寿命。PEMFC中应用最为广泛的质子交 换膜为美国Du Pont公司生产的Nafion全氟 磺酸质子交换膜。
1. Nafion膜的基本骨架是聚 四氟乙烯，一定长度的 主干链上接枝氟化的醚 支链，支链的末端为磺 酸基团。
离子交换膜燃料电池技术 进展
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前言
众所周知，第一代动力系统蒸汽机和 第二代动力系统内燃机消耗了大量不可再 生的化石能源资源，且造成了严重的环境 污染。人类社会的可持续发展问题正面临 严峻挑战。根据国际能源机构预测，随着 经济的发展、社会的进步和人口的增长， 全世界的能源消耗在今后20年至少增加一 倍。如果没有新型的能源动力，世界将从 目前的能源短缺很快走向能源枯竭。为解 决经济发展与能源短缺及环境污染之间日 益加剧的矛盾，发展清洁、高效、可持续 发展的新能源动力技术已成了十分紧迫的 任务。
阴离子交换膜的研究进展
膜 分 离 技 术 以 外 界 能 量 或 者 化 学 势 差 为 推 动 力． 可 以对双 组分 或 多组 分 的混合 流体 进行 分 离 、 分 级、 浓缩 、 提 纯 以及 精 制 ［ １ － ２ ］ 。该 技 术 高 效 、 节能 、 环 保， 操 作 过程 简便 ， 甚 至能 够应 用 于 常规方 法 难 以分 离 的过程 中去 。 所 以， 膜分 离 技术 被 广泛应 用 于生 物 医药 、 食 品加 工 、 石 油 化工 和水 处 理 等 领域 ［ ３ １ 。膜 的 孑 Ｌ 径 一般 在微 米 级别 ， 根 据膜 孔径 的 大小 ， 可 以大致 分为 微滤 膜 、 超滤 膜 、 纳滤 膜 、 反渗 透 膜 、 渗 析 膜和 渗 透气 化 等 。根 据 膜 的外 观形 态 ，可 以大致 分 为平 板 膜、 螺 旋膜 、 管式 膜 、 卷式 膜 和 中空 纤 维膜 等 。 目前 膜 的制 备 方 法有 很 多 ． 主要 有 相 转化 法 、 熔融 拉伸 法 、
摘 要 从 阴 离子 交 换 膜 的 制 备 材 料 、 制 备 方 法 以及 阴 离子 交换 膜 表 面 改性 分 析 ３个 方 面
概 述 了 阴 离子 交换 膜 的研 究 进展 ： 阴 离子 交 换 膜 制 备 材 料 主 要 有 壳 聚糖 类 、 聚砜 类 、 苯 醚
类 以及 聚 氟 乙烯 类 ： 阴 离子 交换 膜 最 常见 的制 备 方 法 ， 一种 是 从 单 体 出发 聚 合 成基 膜 然后
成本、 新型 、 绿 色环保 也是 当 前 需要 大 力 发展 的材 料 。
关键 词 阴 离子 交 换膜 ； 研究进展 ； 离子 交 换 膜 材料 ； 膜 制 备 与 改性
阴离子交换膜燃料电池 和阴离子交换膜水电解
阴离子交换膜燃料电池和阴离子交换膜水电解1. 引言1.1 阴离子交换膜燃料电池阴离子交换膜燃料电池是一种利用阴离子交换膜将氢气和氧气直接转化为电能的新型能源装置。
它采用固体聚合物电解质膜来隔离阳离子和阴离子，在膜中通过质子传导、电子传导和氧化还原反应实现电池的电化学反应。
阴离子交换膜燃料电池的发展经历了多个阶段，从初期的材料研究到现在的系统集成和商业化应用，不断取得了重大突破和进展。
阴离子交换膜燃料电池相较于传统的质子交换膜燃料电池具有诸多优势，包括更高的工作温度范围、更高的效率和更好的耐极化性能等。
阴离子交换膜燃料电池还能够采用廉价的非贵金属催化剂，降低了成本，提高了可持续性。
阴离子交换膜燃料电池在未来能源领域具有巨大的潜力和应用前景，其独特的优势和技术特点将有助于推动能源转型和可持续发展。
通过不断的研究和创新，阴离子交换膜燃料电池将为环境保护和资源节约作出重要贡献。
1.2 阴离子交换膜水电解阴离子交换膜水电解是一种利用阴离子交换膜进行水电解的技术。
其原理是通过阴离子交换膜将水分解成氢气和氧气，从而实现水的电解过程。
阴离子交换膜水电解技术在可持续能源领域具有重要意义，可以将水分解成氢气和氧气，从而提供清洁能源。
在阴离子交换膜水电解中，阴离子交换膜起着关键的作用，可以有效地阻止氢气和氧气的混合，提高电解效率。
阴离子交换膜水电解技术还可以实现电能和氢气的转化，为能源存储提供了新的途径。
相比传统的水电解技术，阴离子交换膜水电解具有更高的效率和更低的能耗，有着广阔的应用前景。
阴离子交换膜水电解技术的发展将促进能源转型，降低对传统能源的依赖，推动环保和可持续发展。
2. 正文2.1 阴离子交换膜燃料电池的原理与发展阴离子交换膜燃料电池是一种基于固体聚合物电解质的燃料电池，其原理是通过将燃料气体和氧气在阳极和阴极两侧催化反应，产生电子流并将其转化为电能。
阴离子交换膜作为电解质，具有良好的离子传输性能，在电化学反应中起着关键作用。
燃料电池用阴离子交换膜的研究进展
燃料电池用阴离子交换膜的研究进展刘训道;王丽;李虹;张永明【摘要】综述了国内外燃料电池用阴离子交换膜的研究现状和性能水平.结合阴离子聚合物膜燃料电池(AEMFCs)在实际应用中所遇到的关键问题,讨论了各种材料结构对膜性能的影响和阴离子交换膜的发展方向.【期刊名称】《有机氟工业》【年(卷),期】2018(000)002【总页数】9页(P33-41)【关键词】燃料电池;阴离子交换膜;结构;性能【作者】刘训道;王丽;李虹;张永明【作者单位】上海交通大学化学化工学院,上海200240;山东东岳集团,山东淄博256401;上海交通大学化学化工学院,上海200240;上海交通大学化学化工学院,上海200240【正文语种】中文0 前言阴离子聚合物膜燃料电池(AEMFCs)是采用阴离子交换膜作为固体电解质的能量转换装置。
阴离子交换膜(AEMs)作为AEMFCs的重要组成部分，一方面要阻隔离子膜两侧的燃料和氧化剂，另一方面还要起到支撑催化剂的功能[1-3]。
相比质子聚合物膜燃料电池(PEMFCs)，AEMFCs最大的优势是在碱性条件下氧气和燃料的电极反应变快，从而使得一些非铂催化剂可以应用在膜电极中，大幅度降低燃料电池成本，另外能量转化过程中的水管理方式更为简便(水在阳极产生，阴极消耗)，燃料(尤其是甲醇)渗透率低。
但目前相比于全氟磺酸类质子交换膜，AEMs的离子电导率较低，热稳定性和化学稳定性较差，其性能还无法满足燃料电池应用过程中对离子膜的要求[4-6]。
近二三十年内商用Nafion®膜在 PEMFC有着突飞猛进的发展，而AEMs的研究目前还处于起步阶段，怎样提高其化学稳定性以及离子电导率仍然是当前离子膜研究领域急需解决的难题。
依据AEMs聚合物骨架化学结构的不同，可将其划分为3大类：碳氢类、部分含氟类和全氟类AEMs。
本文主要介绍面向燃料电池应用的3类AEMs的研究进展以及它们的化学结构、基本性能和一般应用。
nature energy 阴离子交换膜
nature energy 阴离子交换膜Nature Energy 阴离子交换膜是一种用于能源转换和储存的先进材料。
它具有高效、可持续和环保的特点，被广泛应用于太阳能电池、燃料电池和锂离子电池等能源领域。
我们来了解一下Nature Energy 阴离子交换膜的基本原理。
阴离子交换膜是一种可以选择性地传递阴离子的薄膜。
它通过阻隔阳离子的传输，实现了阴离子的有效传递。
这种薄膜材料具有高离子选择性和高电导率，能够促进电化学反应的进行，并提高能源转换的效率。
在太阳能电池中，Nature Energy 阴离子交换膜起到了关键作用。
太阳能电池通过将光能转化为电能，实现了可再生能源的利用。
而阴离子交换膜则可以提高太阳能电池的效率和稳定性。
通过使用Nature Energy 阴离子交换膜，太阳能电池可以更好地吸收和利用光能，并将其转化为电能。
同时，阴离子交换膜还可以防止阳离子的透过，降低电池的内阻，提高电池的输出功率。
Nature Energy 阴离子交换膜在燃料电池中也具有重要的应用。
燃料电池是一种将化学能转化为电能的装置。
它可以利用氢气等燃料与氧气反应产生电能，实现能源的高效利用。
而阴离子交换膜可以在燃料电池中起到电解质的作用，促进离子的传输和电化学反应的进行。
通过使用Nature Energy 阴离子交换膜，燃料电池可以提高能源转化的效率和稳定性，减少能量损失和污染排放。
另外一个应用领域是锂离子电池。
锂离子电池是目前应用最广泛的可充电电池之一，广泛应用于移动通信、电动汽车和可穿戴设备等领域。
Nature Energy 阴离子交换膜在锂离子电池中起到了离子传输和电化学反应的关键作用。
它可以提高锂离子的传输速率，减少电池的内阻，提高电池的充放电效率和循环寿命。
通过使用Nature Energy 阴离子交换膜，锂离子电池可以实现更高的能量密度和更长的使用寿命。
Nature Energy 阴离子交换膜作为一种先进材料，在能源转换和储存领域有着广泛的应用前景。
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CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第9期·3336·化 工 进展用于燃料电池的碱性阴离子交换膜研究进展袁园，沈春晖，陈继钦，任学超（武汉理工大学材料科学与工程学院，湖北 武汉 430070）摘要：针对当前碱性阴离子交换膜离子电导率低和高温耐碱性较差的问题，本文综述了碱性功能基团和聚合物主链结构对阴离子交换膜离子电导率、碱性稳定性等主要性能的影响，主要介绍了季铵盐型、胍型、季盐型、咪唑盐型、锍盐型碱性功能基团以及嵌段共聚物、侧链型聚合物为基体材料的阴离子交换膜的研究进展，重点分析了上述因素对离子电导率的影响机理。
综合分析表明，为了制备高电导率且强耐碱性的阴离子交换膜，进一步改性研究提高碱性功能基团离子电导率和碱性稳定性，优化聚合物主链结构，构建高效、有序的离子传输通道是未来的主要研究方向。
关键词：电化学；碱性燃料电池；阴离子交换膜；离子电导率；碱性功能基团；聚合物结构 中图分类号：TM911.4 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）09–3336–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2016-2357Research progress of alkaline anion exchange membranesYUAN Yuan ，SHEN Chunhui ，CHEN Jiqin ，REN Xuechao（School of Material Science & Engineering ，Wuhan University of Technology ，Wuhan 430070，Hubei ，China ）Abstract ：Aiming at the low ionic conductivity and poor alkaline resistance of anion exchangemembranes at elevated temperature ，we make an overview on the effects of alkaline functional groups and polymer backbone structure on their main properties such as ionic conductivity and alkaline stability. The research progress of using functional groups of quaternary ammonium salt ，guanidine ，quaternary phosphonium salt ，imidazole salt ，and sulfonium salt ，and block copolymer ，side chain polymer as polymer matrix materials are mainly introduced. What’s more ，the influence mechanisms of various factors on the ionic conductivity are analyzed emphatically. The results show that ，in order to prepare anion exchange membranes with high ionic conductivity and excellent alkaline resistance ，further study on improving the ionic conductivity and alkaline stability of functional groups ，and optimizing the polymer backbone structures to construct efficient and orderly ion transport channel are the main research directions in the future.Key words ：electrochemistry ；alkaline fuel cells ；anion exchange membranes ；ionic conductivity ；alkaline functional groups ；polymer chain structures随着经济发展和社会进步，人们对煤、石油等化石燃料的需求日益增加。
但是，地球上化石燃料是不可再生的，并且化石能源燃烧产生的二氧化硫等有害气体会极大地污染环境。
因此，寻找绿色、可持续、高效的新型能源替代传统的化石燃料已经成为目前的研究热点[1]。
其中燃料电池被认为是最具有发展前景的新型化学能源技术之一。
燃料电池是一种经过电化学方式将燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的发电装置。
与一般电池不同，燃料电收稿日期：2016-12-20；修改稿日期：2017-03-23。
基金项目：国家留学基金管理委员会（CSC ）资助访问学者出国交流项目（201506955014）。
第一作者：袁园（1991—），女，硕士研究生。
E-mail ：m132********@ 。
联系人：沈春晖，教授，研究方向为质子交换膜燃料电池关键材料。
E-mail ：shenchunhui@ 。
第9期袁园等：用于燃料电池的碱性阴离子交换膜研究进展·3337·池的容量是无限的，理论上只要持续从外部提供燃料和氧化剂，燃料电池就能持续发电，且燃料电池不受卡诺循环的限制，具有很高的能量转化效率[2]。
质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cells，PEMFCs）是发展最早、应用最多的一类燃料电池。
在电动汽车、固定电站、航空航天等领域均有广泛的应用前景[3]。
然而，电极反应需使用铂等贵金属作为催化剂，这使得制备质子交换膜燃料电池的成本显著增加；与此同时，燃料和氧化剂中存在的微量SO2和CO可使催化剂活性降低甚至失活，导致催化剂中毒。
这些缺点都阻碍了质子交换膜燃料电池技术的实际应用和商业化。
基于这些研究背景，碱性阴离子交换膜燃料电池（alkaline anion exchange membrane fuel cells，AAEMFCs）作为一种新型燃料电池，在近些年来逐渐受到人们的重视。
以下是AAEMFCs电极反应方程式。
阳极2H2+4OH–—→4H2O + 4e–，E anode0 = –0.828V阴极O2 +2H2O+4e–—→4OH–，E cathode0 =0.401V总反应方程 2H2+O2—→2H2O，E cell0 =1.229V在碱性环境下，氢气的氧化速率和氧气的还原速率比在酸性介质下有大幅提高，使得利用镍、银、钴、过渡金属氧化物等非贵金属作为催化剂成为可能，从而制备碱性阴离子交换膜燃料电池成本较其他燃料电池体系有所降低。
此外，在工作时OH–在膜内的传递方向与氢气或甲醇等燃料的渗透方向相反，使得燃料在膜内的渗透现象缓解，避免发生短路事故[4]。
用氢氧根型聚合物电解质膜代替液体电解质，降低了空气中CO2对电池体系的影响，最大限度地减少了在阴极中碳酸盐沉淀的形成[5]。
所有的这些优点都使得碱性阴离子交换膜燃料电池成为一项很有研究前景的能源技术，在近几十年得到迅速的发展。
作为AAEMFCs的关键材料，阴离子交换膜（AEMs）在电池运行过程中起着至关重要的作用[6]：OH–由阴极到阳极的传导、阻隔两电极，防止燃料渗透而造成的电池内部短路。
AEMs在目前研究过程中存在的两个主要问题是：①离子电导率低；②力学性能、化学稳定性、耐高温性能较差。
针对第一个问题，分析表明是因为OH–离子尺寸比质子大，OH–的扩散系数低于氢离子扩散系数的1/4；且在整个聚合物体系内缺少由亲水-疏水基团构成的微相分离结构，未形成连续的离子传输通道。
分析第二个问题，是由于在强碱性及高温环境中，碱性阴离子交换膜的阳离子，如季铵基团容易受到OH–的亲核取代攻击和消去降解，使得耐碱性变差；高分子主链容易发生断裂，从而力学性能下降。
本文主要针对氢氧根离子电导率低的问题，分析了影响离子电导率的主要因素并讨论提出相应的解决措施。
1 碱性功能基团的影响1.1 季铵盐基团在所有的功能基团中，季铵盐作为离子基团最为常见，对于季铵基团的研究也最为成熟。
GOPI 等[7]以聚苯醚（PPO）为聚合物骨架、氯甲基乙醚（CMEE）为氯甲基化试剂，经季铵化、碱处理后制得阴离子交换膜。
研究发现，与商业化AHA离子交换膜（AHA膜是由四烷基铵盐直接键合在聚烯烃主链上而形成的离子交换膜）相比，当CMEE/PPO为4时，温度从30℃上升到70℃，QPPO 膜的离子电导率比AHA膜高，且当70℃时，QPPO 膜的最大电导率可达到8.3×10–3S/cm；电池在30℃开路电压条件下测试发现QPPO的耐碱性比AHA 好。
为了进一步提高电导率，WANG等[8]制备了侧链中带有多个季铵功能基团的聚芳醚酮离子交换膜，此膜是由侧链中带有4个3,5-二甲基苯基基团的二氟二苯砜（M-DFDPS）与单体二氟二苯砜（DFDPS）及联苯二酚（BP）共缩聚、溴化、季铵化制得。
经测试发现，由于季铵基团的分布紧密以及较高的IEC值，当温度由20℃上升到80℃时，M-DFDPS/DFDPS/BP为12/88/100，共聚物PAES- M-12的电导率由23mS/cm变为54mS/cm；M-DFDPS/DFDPS/BP为20/80/100，PAES-M-20的电导率由37mS/cm变为82mS/cm。
室温下将膜浸泡在4mol/L KOH中60天发现膜的形状及尺寸都未发生明显的变化，IEC值及电导率也没有较大的变动。
随着离子交换膜中导电基团数目增加，IEC值随之增加，膜的吸水率和溶胀度也会有所增大，为了将膜的的溶胀度控制在适当的范围内，有研究者探究了用交联剂改变膜的结构。
WANG等[9]以对二氯苄为交联剂制备交联型的聚芳醚酮阴离子交换膜，通过增加交联剂的用量，膜内形成更致密的网络结构，从而使得自由体积减少，吸水率和溶胀度也相应降低。
与此同时，当交联度由10%升到40%时，膜的拉伸模量从321MPa上升到894MPa，膜的力学性能和尺寸稳定性都有了显著提高。
TUAN 等[10]用3种不同胺（三甲胺、三乙胺、三丙胺）进行季铵化反应得到不同烷基链长度的聚芳醚酮阴离化工进展 2017年第36卷·3338·子交换膜，分别为PAEK-TMA、PAEK-TEA、PAEK-TPA。