燃料电池质子交换膜研究现状和发展趋势
燃料电池质子交换膜研究现状和发展趋势
燃料电池质子交换膜研究现状和发展趋势本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March膜材料科学与技术课程作业燃料电池质子交换膜研究现状和发展趋势任课教师：陈鹏鹏老师姓名：鲜开诚学号：C专业：新能源材料与器件燃料电池质子交换膜研究现状和发展趋势鲜开诚（安徽大学化学化工学院合肥230601）摘要质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC）作为新一代能源技术被广泛应用。
离子交换膜作为燃料电池的核心元件，同时起到分隔燃料和氧化剂，传导质子的双重作用。
本文简介了燃料电池质子交换膜及其工作原理；介绍了现有的几种质子交换膜的结构与性能及最新研究状况；展望了质子交换膜的发展趋势。
关键词：质子交换膜；燃料电池；聚合物Advances and Development Trends in Proton Exchange Membranes for Fuel CellsXian Kai-cheng(Department of Chemistry and Chemical Engineering,Anhui University,Hefei 230601,Anhui Province,China) Abstract Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC), is being widely used as a new generation of energy exchange membrane,as a core component of PEMFC,is of the ability of separating fuels and oxidizing agent as well as conducting this paper, proton exchange membrane and its operating principle are introduced;the structure and performance of kinds of proton exchange membrane as well as their recent study are reviewed; outlook of the development trend of proton exchange membranes are provided.Key words proton exchange membrane; fuel cell; polymer1燃料电池质子交换膜及其工作原理燃料电池是一种将燃料和氧化剂的化学能通过电化学反应方式直接转换成电能的高效电装置,其能量转换率高,是一种环境友好的新型能源。
我国质子交换膜燃料电池发展情况
我国质子交换膜燃料电池发展情况我国质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，简称PEMFC）是一种高效、清洁的能源转换装置，具有广阔的应用前景。
本文将从历史发展、技术特点、应用现状等方面介绍我国质子交换膜燃料电池的发展情况。
一、历史发展质子交换膜燃料电池源于20世纪60年代的研究，随着对清洁能源的需求日益增加，我国在上世纪90年代开始了质子交换膜燃料电池的研究工作。
通过引进国外技术和自主创新，我国在质子交换膜燃料电池领域取得了长足的进展。
二、技术特点1. 高效能：质子交换膜燃料电池具有高效能的特点，能够将氢气和氧气直接转化为电能，转化效率可高达60%以上，远高于传统燃烧发电的效率。
2. 清洁环保：质子交换膜燃料电池的排放物只有水，不产生任何有害气体和颗粒物，对环境污染非常小。
3. 快速启动：质子交换膜燃料电池具有快速启动的特点，启动时间仅需几秒钟，适用于应急电源等领域。
4. 低噪音：质子交换膜燃料电池的工作过程非常安静，噪音水平远低于传统燃烧发电设备。
三、应用现状1. 交通运输领域：我国将质子交换膜燃料电池作为新能源汽车的重要发展方向，大力推广燃料电池汽车。
目前，我国已经建成多个燃料电池汽车充电站，并投入使用一批燃料电池公交车。
2. 电力供应领域：质子交换膜燃料电池可以作为电力供应的备用电源或峰值调峰电源，可以提供可靠的电力支持。
目前，我国已经建成多个质子交换膜燃料电池电站，并投入运营。
3. 无人机领域：质子交换膜燃料电池具有轻巧、高能量密度的特点，适用于无人机等载荷要求高的领域。
我国已经成功应用质子交换膜燃料电池技术在无人机上，提供长时间、高效能的动力支持。
4. 科研领域：质子交换膜燃料电池在科研领域也得到了广泛应用，用于供电实验设备、传感器等。
其高效能、清洁环保的特点使其成为科研实验的理想能源选择。
四、发展前景我国质子交换膜燃料电池的发展前景非常广阔。
2023年质子交换膜燃料电池行业市场前景分析
2023年质子交换膜燃料电池行业市场前景分析随着全球对环保和可持续发展的日益关注，质子交换膜燃料电池技术应运而生。
质子交换膜燃料电池具有高效能、低污染、零排放的特点，被誉为“新一代清洁能源车辆动力系统的核心技术”。
本文将对质子交换膜燃料电池行业的市场前景进行分析。
一、质子交换膜燃料电池市场现状分析1、全球市场规模不断扩大随着全球对环保的日益关注，质子交换膜燃料电池逐渐成为重要的发展方向。
根据International Energy Agency (IEA) 的报告，未来十年，全球燃料电池系统预计将达到400万台，而且将以每年30%的增长率增加。
2、国内市场表现优异与此同时，国内质子交换膜燃料电池市场也表现优异。
中国政府大力扶持氢能产业发展，为该行业的发展提供了有力的政策支持。
同时国内汽车行业的快速发展也为质子交换膜燃料电池的市场提供了广阔的空间。
二、质子交换膜燃料电池市场前景分析1、政策支持为行业发展提供动力随着全球对环保的重视，各国政府为促进燃料电池技术的发展提供了政策支持。
例如，美国政府为燃料电池研究和开发投入了大量资金，欧盟政府也加大了财政扶持力度。
国内政府也出台了一系列扶持政策，如《新能源汽车产业发展规划》等，为质子交换膜燃料电池的市场发展提供了保障。
2、市场空间广阔质子交换膜燃料电池的市场空间非常广阔。
未来几年，汽车、工业、家庭等多个领域都有望大力推进质子交换膜燃料电池的应用。
比如，汽车制造商已经开始扩大质子交换膜燃料电池汽车的产量，以应对未来市场的需求。
同时，其他领域的需求也表明质子交换膜燃料电池的市场空间非常广阔。
3、技术提升将推动市场进一步发展质子交换膜燃料电池具有长期的技术研发过程，未来技术的持续提升将毫无疑问地推动行业的进一步发展。
比如，在膜材料的研究和改进方面，一些膜材料已经开始运用生物技术以减少其他膜材料的缺点。
相信未来在技术研发的不断推进，质子交换膜燃料电池在环保和可持续发展领域的市场地位会更加突出。
全球质子交换膜燃料电池行业现状
全球质子交换膜燃料电池行业现状一、质子交换膜燃料电池综述燃料电池根据膜电极内电解质不同，燃料电池电堆可分为质子交换膜燃料电池、固体氧化物燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和碱性燃料电池等类型。
其中质子交换膜燃料电池（PEMFC）具备高功率密度、高能量转换效率、低运行温度、清洁环保等优势，已成为全球燃料电池主流技术之一。
质子交换膜根据含氟情况进行分类，主要可分为四类，全氟质子交换膜（Nafion膜）、部分氟化聚合物膜、新型非氟聚合物膜、复合膜。
由于全氟磺酸树脂(PFSA)分子的主链具有聚四氟乙烯结构，具有优良的热稳定性、化学稳定性和较高的力学强度，聚合物膜的使用寿命较长；同时分子支链上的亲水性磺酸基团能够吸附水分子，具有优良的离子传导特性。
由于非氟质子膜在苛刻的电池工作环境中很快会降解破坏，无法具备全氟磺酸离子膜的优异性能。
二、质子交换膜合成路线全氟磺酸离子交换膜上游是萤石材料的开采，其主要成分是氟化钙，中间体为全氟乙烯基醚（CF2-CF-O-RF）和四氟乙烯（CF2=CF2），其中RF表示不同的烷基基团，最终合成全氟磺酸离子交换树脂。
质子交换膜的合成步骤主要分为两大步骤，首先，采用全氟乙烯基醚和四氟乙烯共聚的方法来合成全氟离子交换树脂前驱体；然后前驱体经熔融挤出法来完成成膜工序。
特殊情况下，会把全氟磺酸膜（PFSA）和聚四氟乙烯（PTFE）进行复合来增强膜的机械强度。
三、质子交换膜电池行业现状分析1、产业链质子交换膜处于有机氟化工产业链末端，其上游是有机氟化工的单体材料，下游是基于质子交换膜的氯碱工业、燃料电池、电解水、储能电池等应用领域。
从上游来看，质子交换膜的直接材料为全氟磺酸树脂材料，向上延伸至有机氟化工中的四氟乙烯、全氟烷基乙烯基醚等单体材料，向上溯源可以追溯至萤石、氟化氢、制冷剂等原材料，从下游看，质子交换膜应用广泛，主要应用于氯碱工业、燃料电池、电解水、储能电池等领域，其中氯碱工业与燃料电池为主要应用领域。
2023年质子交换膜燃料电池行业市场发展现状
2023年质子交换膜燃料电池行业市场发展现状质子交换膜燃料电池是一种新型的清洁能源技术，具有高效率、低排放、可再生等特点。
近年来，随着全球能源危机的日益加剧和环境保护意识的提高，质子交换膜燃料电池受到了广泛的关注和追捧。
本文将分析质子交换膜燃料电池行业市场发展现状。
一、全球市场发展情况随着全球新能源产业的迅速发展，质子交换膜燃料电池市场也在快速增长。
据市场调查机构预测，未来几年，全球质子交换膜燃料电池市场规模将呈现持续增长态势，预计到2030年，全球市场规模将超过300亿美元。
目前，全球质子交换膜燃料电池市场主要分布在北美、欧洲和日本等发达国家和地区。
在这些地区，政府对于清洁能源技术的支持力度较大，为质子交换膜燃料电池的发展提供了有力保障。
而像中国等新兴国家和地区，由于能源结构不够理想，对于清洁能源技术的需求也在不断增加，因此质子交换膜燃料电池市场发展潜力巨大。
二、国内市场发展情况在国内，质子交换膜燃料电池行业仍处于起步阶段。
目前，国内行业主要集中于研发和应用方面，相对于国际市场，发展还比较缓慢，但也有不少亮点。
例如，国家出台的一系列政策和财政支持，不仅鼓励企业积极参与质子交换膜燃料电池技术研发和生产，同时也为市场提供了足够的发展空间。
另外，如北汽、比亚迪等国内一些汽车制造企业，也在质子交换膜燃料电池领域逐渐开始布局，为行业的快速发展提供了重要支持。
三、市场潜力分析虽然质子交换膜燃料电池行业目前处于起步阶段，但是市场前景十分广阔。
未来，随着全球节能减排需求的不断增加，质子交换膜燃料电池将有望在家庭、储能、物流、汽车等诸多领域得到广泛应用。
此外，随着技术的不断革新，质子交换膜燃料电池的性能和可靠性也将逐步得到提高，进一步拓宽了市场应用范围。
总之，未来质子交换膜燃料电池市场有望更加广阔和有利。
企业应当抓住机遇，加快技术创新和产品研发，积极推动行业健康、平稳、快速发展，共同推动我国清洁能源未来的可持续发展。
质子交换膜燃料电池催化剂研究现状
质子交换膜燃料电池是一种基于氢气和氧气的电化学能转化技术，可以高效地将化学能转化为电能，是清洁能源领域备受关注的技术之一。
而质子交换膜燃料电池的催化剂则是关乎其性能的关键因素之一。
本文将就质子交换膜燃料电池催化剂研究现状展开分析。
一、传统催化剂传统的质子交换膜燃料电池催化剂主要采用铂类金属作为活性成分，因其高电催化活性及化学惰性而被广泛应用。
然而，铂类金属催化剂存在成本高、资源稀缺和耐久性差等问题，限制了质子交换膜燃料电池的商业化应用。
二、非铂族催化剂为了解决传统催化剂的问题，近年来在质子交换膜燃料电池催化剂领域涌现了一系列非铂族催化剂，如过渡金属氮化物、碳基催化剂、钴基催化剂等。
这些催化剂具有丰富的资源、低成本和良好的电催化活性，成为替代传统铂族催化剂的重要选择。
三、合成方法目前，质子交换膜燃料电池催化剂的合成方法主要包括溶液法、高温炭烧法、溶胶-凝胶法、物理混合法等。
这些合成方法能够控制催化剂的形貌、结构和表面性质，从而调控其电催化性能。
四、性能改进为了提高质子交换膜燃料电池催化剂的电催化性能，研究者们也尝试引入纳米材料、掺杂、表面修饰等方法进行性能改进，提高催化剂的活性和稳定性。
结合理论计算和表征手段，对催化剂进行深入研究，为催化剂性能的优化提供了理论指导。
五、未来展望随着能源领域的不断发展和创新，质子交换膜燃料电池催化剂的研究也将迎来更多挑战和机遇。
未来，研究者们将继续探索新型高效、低成本的催化剂，致力于解决质子交换膜燃料电池在商业化应用中面临的问题，推动其向更加可持续、环保的方向发展。
总结起来，质子交换膜燃料电池催化剂研究已经取得了诸多进展，从传统的铂族催化剂到非铂族催化剂的发展，再到合成方法和性能改进的探索，都为质子交换膜燃料电池的发展奠定了坚实的基础。
未来，随着新材料和技术的不断涌现，质子交换膜燃料电池催化剂的研究必将迎来更加美好的未来。
希望通过本文的介绍，读者能对质子交换膜燃料电池催化剂研究现状有所了解，也能感受到这一领域的重要性和潜力。
2023年质子交换膜燃料电池行业市场分析现状
2023年质子交换膜燃料电池行业市场分析现状质子交换膜燃料电池行业是一种新兴的清洁能源技术，被广泛认为是未来替代传统能源的关键技术之一。
目前，质子交换膜燃料电池行业正处于快速发展阶段，市场潜力巨大。
本文将对质子交换膜燃料电池行业的市场现状进行分析。
首先，质子交换膜燃料电池具有高能效、低污染、可再生等优点，因此在能源领域具有广阔的市场应用前景。
目前，质子交换膜燃料电池主要应用于汽车、家用电器、航空航天等领域。
特别是在汽车领域，质子交换膜燃料电池被认为是替代传统燃油汽车的理想选择，因为它具有零排放、长续航里程等优势，可以有效解决传统燃油汽车的环境污染和能源危机问题。
其次，质子交换膜燃料电池行业的市场规模正逐渐扩大。
根据国内外市场调查数据显示，目前全球范围内质子交换膜燃料电池行业的年销售额已经超过了数十亿美元，而且预计在未来几年将持续增长。
特别是在中国市场，质子交换膜燃料电池行业正处于快速发展的阶段，政府对该行业的支持力度也在逐渐增加。
据预测，未来几年中国质子交换膜燃料电池行业的市场规模将达到上百亿元人民币。
再次，质子交换膜燃料电池的技术进展也在不断提升。
随着材料科学和电化学技术的不断发展，质子交换膜燃料电池的性能逐渐得到提高，成本逐渐降低。
目前，质子交换膜燃料电池的功率密度已经达到了数百瓦/平方厘米，效率也在逐步提高。
未来，随着技术的进一步成熟和成本的进一步降低，质子交换膜燃料电池行业的市场前景将更加广阔。
最后，质子交换膜燃料电池行业面临一些挑战。
首先，目前质子交换膜的制备成本较高，成本控制是行业发展的关键。
其次，质子交换膜的稳定性和耐久性仍然存在一定问题，需要进一步进行研究和改进。
此外，质子交换膜燃料电池的氢气供应和储存也是一个难题，需要进一步解决。
综上所述，质子交换膜燃料电池行业具有广阔的市场前景，市场规模逐渐扩大，技术也在不断进步。
然而，行业发展仍然面临一些挑战，需要政府和企业共同努力，加大研发力度，推动质子交换膜燃料电池行业的快速发展。
2024年质子交换膜市场发展现状
2024年质子交换膜市场发展现状引言质子交换膜（Proton Exchange Membrane，PEM）是一种常见的聚合物电解质膜，被广泛应用于燃料电池、电解水制氢等领域。
本文将对质子交换膜市场的发展现状进行分析，探讨其市场规模、应用领域、行业竞争等相关内容。
市场规模随着新能源技术的快速发展，质子交换膜市场呈现出良好的增长势头。
根据市场研究报告，全球质子交换膜市场规模预计将在未来几年内保持稳定增长。
目前，质子交换膜市场主要由亚太地区、北美地区和欧洲地区主导。
应用领域质子交换膜在燃料电池领域有着广泛的应用。
燃料电池是一种将化学能转换为电能的装置，其中质子交换膜作为电解质膜，能够有效地将氢气和氧气直接转化为电能，同时还能产生热能。
除燃料电池外，质子交换膜也可以应用于电解水制氢、电池储能等领域。
行业竞争质子交换膜市场存在激烈的竞争。
目前，全球质子交换膜市场上的主要参与者包括Ballard Power Systems、3M、Solvay、Dupont等知名公司。
这些公司在技术研发、产品创新和市场推广等方面展示出强大的竞争力。
发展趋势质子交换膜市场在未来有着广阔的发展前景。
首先，随着新能源政策的推动和环保意识的提高，燃料电池作为一种清洁能源将得到更多的应用。
其次，不断提升的技术水平将进一步提高质子交换膜的性能和稳定性，推动市场的发展。
另外，应用领域的拓展也将为质子交换膜市场带来更多的机会。
结论质子交换膜市场作为新能源领域的重要组成部分，呈现出快速增长的趋势。
未来几年，全球质子交换膜市场将持续扩大，并在燃料电池等领域发挥更重要的作用。
企业需要加大技术研发和市场推广力度，以在激烈的竞争中占据有利地位。
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膜材料科学与技术令狐采学课程作业燃料电池质子交换膜研究现状和发展趋势任课教师：陈鹏鹏老师姓名：鲜开诚学号：C61114012专业：新能源材料与器件燃料电池质子交换膜研究现状和发展趋势鲜开诚（安徽大学化学化工学院合肥 230601）摘要质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC）作为新一代能源技术被广泛应用。
离子交换膜作为燃料电池的核心元件，同时起到分隔燃料和氧化剂，传导质子的双重作用。
本文简介了燃料电池质子交换膜及其工作原理；介绍了现有的几种质子交换膜的结构与性能及最新研究状况；展望了质子交换膜的发展趋势。
关键词：质子交换膜；燃料电池；聚合物Advances and Development Trends in Proton Exchange Membranes for Fuel CellsXian Kai-cheng(Department of Chemistry and Chemical Engineering, Anhui University,Hefei 230601,Anhui Province,China) Abstract Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC), is being widely used as a new generation of energy technology.Ion exchange membrane,as a core component of PEMFC,is of the ability of separating fuels and oxidizing agent as well as conducting protons.In this paper, proton exchange membrane and its operating principle are introduced;the structure and performance of kinds of proton exchange membrane as well as their recent study are reviewed; outlook of the development trend ofproton exchange membranes are provided.Key words proton exchange membrane; fuel cell; polymer1燃料电池质子交换膜及其工作原理燃料电池是一种将燃料和氧化剂的化学能通过电化学反应方式直接转换成电能的高效电装置,其能量转换率高,是一种环境友好的新型能源。
燃料电池的种类很多,质子交换膜燃料电池是其中的一种,其最大的优点在于它能在室温附近工作,而且电池启动快,能量转换率高,它不仅可以替代普通的二次电池,而且可以作为汽车的动力源,从而大大减少环境污染。
质子交换膜在燃料电池中所a b c d c b a a- 双极板 b-扩散层 c-催化剂层 d-质子交换膜图1 膜电极结构图Fig.1 Structure of Menbrane Electrode 起的作用与一般的化学电源中所用的隔膜不同。
首先,它不仅仅是一种将阳极与阴极隔开的隔膜材料,而且还是电解质和电极活性物质的基底。
另外,质子交换膜还是一种选择透过性膜,而通常用的隔膜都是多孔薄膜。
也就是说,质子交换膜的作用是双重的,作为电解质提供质子通道并且作为隔膜隔离两极反应气体。
在燃料电池的结构设计中，膜与两极组成“三明治”结构的膜电极（Membrane Electrode Assembly,MEA ）。
（如图1）它主要由五部分组成，即阳极扩散层、阳极催化剂层，质子交换膜、阴极催化剂层和阴极扩散层组成。
另外，在膜电极的两边分别对应有阳极集流板和阴极集流板，即双极板[1]。
MEA 的工作过程如下：（如图2）① 含水的氢气通过双极板上的气体通道穿过扩散层，到达阳极催化剂层并吸附于其上，然后在铂催化剂的作用下，发生如下反应：H 2 → 2H + + 2e -② 质子进入质子交换膜，与膜中的磺酸基上的氢离子发生交换，使氢离子到达阴极。
同时，阴极含水的氧气也从双极板通过扩散层，吸附于阴极电催化剂层中，并与交换而来的氢离子在铂的催化作用下发生反应，即:O 2 + 4H + -4e - → 2H 2O上述过程是理想的工作过程，实际上，电池工作过程中阳极氧化与氧的阴极还原不是一步完成的，有许多中间产物和步骤。
2 含氟质子交换膜含氟质子交换膜分子骨架含有大量的C-F 键，因为C-F 键的键能比C-H 键高得多，因此具有优异的化学稳定性和使用寿命，从而可大大促进固体电解质燃料电池的开发。
2.1 全氟磺酸型质子交换膜全氟磺酸膜主要是美国Dupont 公司生产的Nafion 系列膜，目前H 2/O 2燃料电池中广泛采用的是这种膜，其化学结构如图3：图2 PEMFC 工作原理图Fig.2 The principle of PEMFC全氟磺酸型质子交换膜有以下优缺点[2]： ( 1) 优点① 高的化学稳定性, 如在150℃的强酸和氧化环境中仍能保持良好的稳定性②高的机械强度及在高湿度下高的导电率 ③低温下实现高的电流密度 ④ 离子传导电阻小, 氧在其中的还原速度明显快于其它各种酸性电解质, 其原因是膜中的阴离子固定在膜内的聚合物主体上, 它不能吸附到催化剂表面, 从而提高了催化剂的有效面积。
（2）缺点①质子导电率严重依赖于膜中含水量, 低湿度时膜的导电率下降明显②温度升高会引起导电率降低, 高温时膜易发生化学降解, 产生毒性③单体合成困难, 成本高, 废品难处理④价格高⑤用于甲醇燃料电池时易发生甲醇渗漏2.2 部分氟化质子交换膜图3 Nafion 系列膜结构 Fig.3 Structure of Membrane of Nafion针对全氟磺酸型质子交换膜价格昂贵，工作温度低等缺点，部分氟化质子交换膜诞生了。
部分氟化膜一般体现为主链全氟,这样有利于在燃料电池苛刻的氧化环境下保证质子交换膜具有相应的使用寿命。
质子交换基团一般是磺酸基团。
该类质子交换膜最突出的代表是Ballad 公司的BAM3G 膜(磺化或者磷化三氟苯乙烯质子交换膜),其结构见图4[3]。
一方面,由于主链上氟原子保护碳骨架免于电化学氧化,另一方面由于氟原子是较强的吸电子基团,用其取代苯环上的氢原子,降低了苯环上的电子云密度,使苯环钝化,抵抗电化学氧化环境,使得BAM3G 膜寿命增加[4]。
虽然这些部分氟化的磺化聚合物膜在氢氧燃料电池体系中表现出很好的性能,但是其相对复杂的单体制备工艺以及较难的磺化程序使得产品的制作价格仍然较高。
3 非氟化质子交换膜非氟化烃类聚合物膜用于燃料电池的主要问题是它的化学稳定性, 由于C-H 键的离解焓较低, 氧分子与氢离子反应生成的H 2O 2会使之发生化学反应。
目前具有优良热、化学稳定性的高聚物很多, 如聚苯撑氧、芳香聚酯、聚苯并咪唑、聚酰亚图4 BAM3G 膜化学结构Fig.4 Structure of Membrane of BAM3G胺、聚砜、聚酮等, 因此有许多人在研究如何将它们经过质子化处理用于PEMFC [5]。
下面是两种典型的非氟化质子交换膜。
3.1 聚酰亚胺离子交换膜用磺化萘型聚酰亚胺制得的膜(Naphtalenic PI膜), 其性能与Nafion ®117膜比较, 当膜的厚度相同时,磺化萘型聚酰亚胺膜的水吸收能力Nafion ®117膜的强, 热稳定性好, 且氢气的渗透速率比Nafion ®膜小[6]。
从电化学实验结果 (如图5) 可以看出,这种磺化膜的电化学性能与Nafion ®117相似,特别是在高电流密度时，它的性能要优于Nafion ®117膜, 此膜的燃料电池使用寿命已达3000h [7]。
3.2 离子交联的质子交换聚合物网络型膜提高质子交换膜的高温使用性，除掺杂无机质子酸，选用磺化非氟聚合物外，还可采用酸性、碱性聚合物共混形成酸、碱离子键交联的质子交换聚合物网络。
此法能够提高耐热性(280~350℃)[8]。
与共价键相比，离子键柔性较好，可减少复合膜在干膜状态的脆性。
并且由于离子交联部分的氢键具有很强的亲水性，其含水量也很稳定。
图5 聚酰亚胺膜和Nafion ®117膜的极化曲线Fig.5 Polarisation curves for sulphonatedpolyimides membranes andNafion®117 membrane离子交换聚合物网络质子电导主要通过酸碱之间的质子转移来实现：P1-SO3+P2-NR2→[P1-SO3]-+[HR2N-P2]+一般采用磺化聚砜、磺化聚苯醚、聚醚酮等作为聚合物酸，聚苯并咪唑、聚1,2-亚乙基乙胺、聚4-乙烯吡啶作为聚合物碱，这些聚合物可改性变成新的聚合物酸碱，从而形成新的路易斯酸碱对，但不是所有酸碱对都能很好的匹配。
酸碱对不匹配时离子间结合力比较弱，导致高温下离子交联的失效，使该体系形成的薄膜尺寸稳定性下降[9]。
4质子交换膜的几大发展趋势4.1 无机质子交换膜绿色环保是当今工业发展的主题，聚合物质子交换膜的使用寿命长和高度稳定性意味着降解难，这不复合环保要求，因此有研究者针对这个问题提出开发无机质子交换膜。
Yang等人[10]将实验制得的CsHSO4水溶液均匀地涂抹在玻璃滤纸(孔径为0.7μm)表面，在80℃除水、重结晶，成功地制备出厚度为200μm玻璃滤纸支撑的薄膜，并装配成燃料电池进行测试，发现有电流产生。
Haile等人[11]和Boysen等人[12]以CsHSO4和CsH2PO4无机质子导体组装了PEMFC和DMFC(直接甲醇燃料电池)高温燃料电池，已初步取得了的该类电池的一些性能数据。
但是该领域的研究还处于起步阶段，需要一段时间才能走向成熟。
4.2 复合膜为了尽量克服全氟型磺酸膜在低湿度或高温条件下因为缺水导致的电导率低，以及阻醇性能差等缺点，最近通过复合的方法来改性全氟型磺酸膜有了较多的研究报道。
Kima等[13]采用聚苯乙炔(PPV)作为Nafion的修饰材料，通过将Nafion干膜浸入含有不同浓度PPV的前驱液，以真空干燥的方法完成修饰。
测试结果显示，该种修饰膜的质子传导率随PPV前驱液浓度的升高呈缓慢下降趋势，但与之相对的是甲醇透过率大幅度降低，并且远低于Nafion膜的甲醇透过率。
以聚糠基醇为修饰材料的Nafion掺杂膜在40℃与60℃均表现出比纯Nafion膜更好的DMFC（直接甲醇燃料电池）性能[14]。