氢氧燃料电池(完成)
氢氧燃料电池
一、氢氧燃料电池氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）或石墨做电极材料，负极通入H2，正极通入O2，总反应为：2H2 + O2 === 2H2O电极反应特别要注意电解质,有下列三种情况：1．电解质是KOH溶液（碱性电解质）负极发生的反应为：H2 + 2e- === 2H+ ,2H+ + 2OH—=== 2H2O，所以：负极的电极反应式为：H2 –2e—+ 2OH—=== 2H2O；正极是O2得到电子，即：O2 + 4e—=== 2O2- ，O2- 在碱性条件下不能单独存在，只能结合H2O生成OH—即:2O2- + 2H2O === 4OH—,因此，正极的电极反应式为：O2 + H2O + 4e—=== 4OH—。
2．电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极的电极反应式为：H2 +2e—=== 2H+正极是O2得到电子,即：O2 + 4e—=== 2O2—，O2—在酸性条件下不能单独存在,只能结合H+生成H2O即：O2—+ 2 H+ === H2O，因此正极的电极反应式为:O2 + 4H+ + 4e—=== 2H2O(O2 + 4e—=== 2O2- ，2O2- + 4 H+ === 2H2O）3。
电解质是NaCl溶液(中性电解质)负极的电极反应式为：H2 +2e—=== 2H+正极的电极反应式为:O2 + H2O + 4e—=== 4OH—说明：1。
碱性溶液反应物、生成物中均无H+2。
酸性溶液反应物、生成物中均无OH—3。
中性溶液反应物中无H+ 和OH—4。
水溶液中不能出现O2—二、甲醇燃料电池甲醇燃料电池以铂为两极,用碱或酸作为电解质：1．碱性电解质（KOH溶液为例）总反应式:2CH4O + 3O2 +4KOH=== 2K2CO3 + 6H2O正极的电极反应式为:3O2+12e- + 6H20===12OH-负极的电极反应式为：CH4O —6e—+8OH- === CO32—+ 6H2O2. 酸性电解质（H2SO4溶液为例）总反应: 2CH4O + 3O2 === 2CO2 + 4H2O正极的电极反应式为:3O2+12e-+12H+ === 6H2O负极的电极反应式为：2CH4O-12e—+2H2O === 12H++ 2CO2说明：乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同三、甲烷燃料电池甲烷燃料电池以多孔镍板为两极，电解质溶液为KOH,生成的CO2还要与KOH反应生成K 2CO3，所以总反应为：CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O。
氢氧燃料电池
静态排水
2014年6月13日，中国航天八院811所研制出静态排水燃料电池模块，该模块成功实现高电流密度的长时间 稳定放电，在国内首次实现连续8小时无气体排放。
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氢氧燃料电池
电池类型
01 背景
03 组成结构
目录
02 工作原理 04 电池分类
05 主要特点
07 研发设备
目录
06 应用领域
基本信息
燃料电池是很有发展前途的新的动力电源，一般以氢气、碳、甲醇、硼氢化物、煤气或天然气为燃料，作为 负极，用空气中的氧作为正极．和一般电池的主要区别在于一般电池的活性物质是预先放在电池内部的，因而电 池容量取决于贮存的活性物质的量；而燃料电池的活性物质（燃料和氧化剂）是在反应的同时源源不断地输入的， 因此，这类电池实际上只是一个能量转换装置。这类电池具有转换效率高、容量大、比能量高、功率范围广、不 用充电等优点，但由于成本高，系统比较复杂，仅限于一些特殊用途，如飞船、潜艇、军事、电视中转站、灯塔 和浮标等方面。
研发设备
再生式
静态排水
再生式
将电池反应产物（水）通过电解器转变成反应物（氢和氧），再重复使用以产生电能的燃料电池，由燃料电 池和电解器两部分组成。可以作为大功率太阳电池阵电源系统的贮能装置。有日照时，太阳电池阵提供电能给航 天器负载，还用于将水电解成氢和氧，使部分电能贮存起来。航天器进入阴影区太阳电池不能发电或供电不足时， 由这种燃料电池供电。氢氧燃料电池是不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的装置。
②培根型燃料电池：属碱性电池。氢、氧电极都是双层多孔镍电极(内外层孔径不同)，加铂作催化剂。电解 质为80%～85%的苛性钾溶液，室温下是固体，在电池工作温度(204～260°C)下为液体。这种电池能量利用率较 高，但自耗电大，起动和停机需较长的时间（起动需24小时，停机17小时）。
氢燃料电池工作原理的化学方程式
氢燃料电池工作原理的化学方程式
氢燃料电池是一种能够将氢气和氧气直接转化为电能的装置。
它的工作原理基于氢气和氧气在电化学反应中发生氧化还原反应。
其化学方程式可以表示为：
在阳极（负极）：
2H2 → 4H+ + 4e-。
在阴极（正极）：
O2 + 4H+ + 4e→ 2H2O.
整个电池反应：
2H2 + O2 → 2H2O.
在这个反应中，氢气在阳极被氧化为氢离子和电子，而氧气在阴极接受这些电子和氢离子，最终生成水。
在这个过程中，释放出的电子流动经过外部电路，从而产生电能。
氢燃料电池作为一种清洁能源技术，具有高效、零排放、环保等优点。
它可以作为未来替代传统燃料的一种可持续能源，被广泛应用于汽车、航空航天等领域。
通过不断的技术创新和发展，氢燃料电池有望成为未来能源领域的重要组成部分。
氢氧燃料电池熔融氧化物电极反应式
氢氧燃料电池熔融氧化物电极反应式氢氧燃料电池是一种环保、高效的能源转换技术，其关键组件之一就是氧化物电极。
氢氧燃料电池通过氧化还原反应将氢气和氧气转化为电能和热能，其中氧化物电极扮演着至关重要的角色。
氢氧燃料电池熔融氧化物电极反应式主要包括氧化物电极的两个半反应：阳极反应和阴极反应。
在阳极，氢气被氧化为电子和质子，生成氢离子并释放电子。
而在阴极，氧气接受电子和质子，与氢离子结合生成水。
氢氧燃料电池中的氧化物电极通常采用氧化铈材料，如氧化钇稳定的氧化铈（YSZ）。
氧化铈具有良好的离子传导性和化学稳定性，能够在高温下实现氧离子的传导，并抵抗氧化还原循环的影响。
在实际应用中，氢氧燃料电池的氧化物电极反应式的速率和效率对电池性能至关重要。
提高氧化物电极的反应速率可以增加电池的输出功率，同时降低电阻损失。
因此，研究人员致力于优化氧化物电极的结构和成分，以提高其电催化活性和稳定性。
除了氧化铈之外，其他氧化物材料如氧化钇稳定的氧化锆（YSZ）、氧化钇稳定的氧化钛（YTO）等也被广泛研究用于氢氧燃料电池的氧化物电极。
这些材料具有不同的结构和性能特点，可以根据具体应用需求选择合适的氧化物电极材料。
氧化物电极的制备方法和工艺参数也对电极性能产生重要影响。
常见的制备方法包括固相反应法、溶胶-凝胶法、物理气相沉积法等。
通过控制材料的晶体结构、表面形貌和导电性等方面的特征，可以调控氧化物电极的电催化性能和稳定性。
总的来说，氢氧燃料电池熔融氧化物电极反应式是氢氧燃料电池工作的关键步骤之一，其性能直接影响着电池的输出功率和稳定性。
通过对氧化物电极的材料选择、制备工艺和结构优化等方面的研究，可以进一步提高氢氧燃料电池的整体性能，推动这一清洁能源技术的发展和应用。
氢氧燃料电池总体反应方程式
氢氧燃料电池总体反应方程式氢氧燃料电池是一种将氢气和氧气转化为电能的装置。
在氢氧燃料电池中，通过氢气和氧气的氧化还原反应，产生电能和水。
总体反应方程式可以表示为：2H2 + O2 → 2H2O简单来说，氢氧燃料电池的工作原理是将氢气和氧气供应到电极上，在电极上，氢气发生氧化反应，氧气发生还原反应。
通过这些反应，产生的电子从负极（氢气侧）流向正极（氧气侧），在这个过程中驱动外部电路工作，产生电能。
正极的氧气和负极的氢气还会在电解质中结合生成水。
这个总体反应方程式尽管看起来简单，但实际上包含了一系列复杂的化学反应。
在氢氧燃料电池中，氢气和氧气在电极表面发生吸附和解离，然后进行氧化和还原反应。
具体反应过程会涉及到具体的电极材料和催化剂，这里不再展开讨论。
通过这个总体反应方程式，我们可以看到氢氧燃料电池的两个重要输入物质是氢气和氧气，输出物质是水。
氢氧燃料电池被认为是一种清洁能源技术，因为它的燃烧产物仅为水，没有产生有害的尾气或废弃物。
除了环保的优势，氢氧燃料电池还具有高能量转换效率、快速响应和低噪音等特点。
相比传统的燃油发动机，氢氧燃料电池具有更高的能量密度和较低的排放。
氢氧燃料电池被广泛应用于交通运输、能源储存和电力供应等领域。
然而，氢氧燃料电池技术仍面临着挑战。
氢气的储存和运输是一个难题，因为氢气在常温下是气态且容易泄漏。
氢气的制备仍然依赖于化石燃料，这对于实现完全的清洁能源仍然存在一定的限制。
氢氧燃料电池的制造和维护成本较高，限制了其大规模应用。
尽管如此，随着科学技术的发展和对清洁能源需求的增加，氢氧燃料电池技术正不断得到改进和推广。
未来，我们可以期待氢氧燃料电池在能源领域的更广泛应用，为人类创造更清洁、更可持续的生活环境。
总结与回顾：本文深入探讨了氢氧燃料电池的总体反应方程式及其工作原理。
通过氢气和氧气的氧化还原反应，氢氧燃料电池能够产生电能和水，具有环保、能量效率高、响应快等特点。
然而，氢氧燃料电池仍面临着氢气储存与制备的问题，以及制造与维护成本较高的挑战。
氢氧燃料电池电极方程式
氢氧燃料电池电极方程式
在氢氧燃料电池中，有两个关键的电极：阳极（anode）和阴极（cathode）。
阳极上的反应是氢气氧化为氢离子和电子，其电极方程式可以表示为：
H2 → 2H+ + 2e-。
而在阴极上，氧气和电子与氢离子结合生成水，其电极方程式为：
1/2 O2 + 2H+ + 2e→ H2O.
这些电极方程式描述了氢氧燃料电池中发生的氧化还原反应。
通过这些反应，氢气和氧气在电化学反应中释放出能量，并将其转化为电能和水。
氢氧燃料电池电极方程式的重要性在于它们描述了电化学反应的基本过程，为我们理解氢氧燃料电池的工作原理提供了重要的信息。
此外，通过调控电极上的反应速率和效率，可以优化氢氧燃料电池的性能，提高其能源转换效率和稳定性。
总之，氢氧燃料电池电极方程式是理解和优化氢氧燃料电池性能的关键。
通过深入研究和理解这些方程式，我们可以推动氢氧燃料电池技术的发展，为清洁能源领域做出更大的贡献。
常见原电池、电解池的电极反应及电池反应的小结
常见原电池、电解池的电极反应及电池反应的小结一、一次电池1、伏打电池：（负极—Zn，正极—Cu，电解液—H2SO4）负极：正极：总反应离子方程式Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+2、铁碳电池(析氢腐蚀)：（负极—Fe，正极—C，电解液——酸性)负极：正极：总反应离子方程式Fe+2H+==H2↑+Fe2+3、铁碳电池(吸氧腐蚀)：（负极—Fe，正极—C，电解液——中性或碱性)负极：正极：总反应化学方程式：2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2；(铁锈的生成过程) 4.铝镍电池：（负极—Al，正极—Ni，电解液——NaCl溶液)负极：正极：总反应化学方程式：4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池)5、普通锌锰干电池：(负极——Zn，正极——碳棒，电解液——NH4Cl糊状物)负极：正极：总反应化学方程式：Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O6、碱性锌锰干电池：（负极——Zn，正极——碳棒，电解液KOH糊状物）负极：正极：总反应化学方程式：Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnO(OH)7、银锌电池：(负极——Zn，正极－－Ag2O，电解液NaOH )负极：正极：总反应化学方程式：Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag8、镁铝电池：（负极－－Al，正极－－Mg，电解液KOH）负极(Al)：正极(Mg）：总反应化学方程式：2Al + 2OH－+ 6H2O ＝2【Al（OH）4】－+ 3H2↑9、高铁电池（负极－－Zn，正极－－碳，电解液KOH和K2FeO4）正极：负极：总反应化学方程式：3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH放电充电10、镁/H2O2酸性燃料电池正极：负极：总反应化学方程式：Mg+ H2SO4+H2O2=MgSO4+2H2O二、充电电池1、铅蓄电池：（负极—Pb 正极—PbO2 电解液—稀硫酸）负极：正极：总化学方程式Pb＋PbO2 + 2H2SO4==2PbSO4+2H2O2、镍镉电池（负极－－Cd、正极—NiOOH、电解液: KOH溶液）放电时负极：正极：总化学方程式Cd + 2NiOOH + 2H2O===Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2三、燃料电池1、氢氧燃料电池：总反应方程式： 2H2 + O2 === 2H2O（1）电解质是KOH溶液（碱性电解质）负极：正极：（2）电解质是H2SO4溶液（酸性电解质）负极：正极：（3）电解质是NaCl溶液（中性电解质）负极：正极：2、甲醇燃料电池（注：乙醇燃料电池与甲醇相似）（1）碱性电解质（铂为两极、电解液KOH溶液）正极：负极：总反应化学方程式：2CH3OH + 3O2 + 4KOH=== 2K2CO3 + 6H2O（2）酸性电解质（铂为两极、电解液H2SO4溶液）正极：负极：总反应式2CH3OH + 3O2 === 2CO2 + 4H2O3、CO燃料电池（铂为两极、电解液H2SO4溶液）总反应方程式为：2CO ＋O2 ＝2CO2正极：负极：4、甲烷燃料电池（1）碱性电解质（铂为两极、电解液KOH溶液）正极：负极：总反应方程式：CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O（2）酸性电解质（铂为两极、电解液H2SO4溶液）总反应方程式：CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O 正极：负极：5、肼(N2H4)燃料电池（电解质溶液是20%～30%的KOH溶液）总反应方程式：N2H4+ O2 === N2 +2H2O正极：负极：6、H2、Cl2电池（铂为两极，一极为H2，另一极为Cl2，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液）正极：负极：总反应方程式：7、A g、Cl2电池（负极—Ag 、正极—铂,通入Cl2，电解液: 1 mol·L-1盐酸）正极：负极：总反应方程式：2Ag+ Cl2==2 Ag Cl8、H2、N2电池（铂为两极，一极为H2，另一极为N2，电解质溶液是盐酸、氯化铵溶液）正极：负极：总反应方程式：3H2 + N2 +2HCl==2 NH4Cl四、非水电池1、氢氧电池：一极为H2，另一极为空气与CO2的混合气，电解质为熔融K2CO3（盐）负极：正极：总反应方程式2H2 + O2 === 2H2O2、固体酸燃料电池（一极通入空气，另一极通入H2；电解质是CsHSO4固体传递H+）负极：正极：总反应方程式2H2 + O2 === 2H2O3、新型燃料电池（一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体）正极：负极：总反应方程式：2C4H10+13O2=8CO2+10H2O4、CO电池（一极为CO，另一极为空气与CO2的混合气，Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质）正极：负极：总反应方程式O2 ＋2CO==4CO25、Li-Al/FeS电池（一级是Li-Al合金，一极是粘有FeS的石墨，电解质是Li2CO3熔融盐）正极：负极：总反应方程式：2Li+FeS=Li2S+Fe五、电解池1、写出下列电解池的电极反应式和总反应式（1）用惰性电极电解硫酸钠溶液：若要恢复到原溶液浓度，加入一定量____________ 阳极: 。
氢氧燃料电池原理
氢氧燃料电池总反应：2H2 + O2 =2H2O负极：H2 - 2e-＝2H+正极：O2 + 4e- +2H2O=40H-原理是自发进行氧化还原反应不是简单的化学反应而是电化学反应。
反应过程：（1）氢气通过管道或导气板到达阳极。
（2）在阳极催化剂的作用下，一个氢分子分解为两个氢离子，并释放出两个电子，阳极反应为H2-->2H+2e-(3) 在电池的另一端，氧气通过管道或导气板到达阴极，同时，氢离子穿过电解质到达阴极，电子通过外电路也到达阴极。
（4）在阴极催化剂的作用下，氧和氢离子与电子发生反应生成水。
在实用中没有以甲烷或乙醇为燃料的碱性燃料电池。
原因很简单，甲醇燃料电池正常运行时的排出产物是水和二氧化碳，而二氧化碳是弱酸性气体，会和碱液性电解质反应生成碳酸盐和水。
这样，电解质就被燃料电池自己的排出产物所消耗,使得工作性能严重衰减了。
因此，以甲烷或乙醇为燃料的燃料电池都是在酸性环境下运行的。
不过若是甲烷燃料电池电极反应式酸性条件下则为负极CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+正极O2+4H+4e-=2H2O燃料电池是一种化学电池，它利用物质发生化学反应时释出的能量，直接将其变换为电能。
从这一点看，它和其他化学电池如锰干电池、铅蓄电池等是类似的。
但是，它工作时需要连续地向其供给反应物质——燃料和氧化剂，这又和其他普通化学电池不大一样。
由于它是把燃料通过化学反应释出的能量变为电能输出，所以被称为燃料电池。
具体地说，燃料电池是利用水的电解的逆反应的"发电机"。
它由正极、负极和夹在正负极中间的电解质板所组成。
最初，电解质板是利用电解质渗入多孔的板而形成，现在正发展为直接使用固体的电解质。
工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（空气）。
氢在负极分解成正离子H+和电子e-。
氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极。
用电的负载就接在外部电路中。
在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。
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氢氧燃料电池大千世界，万紫千红，无奇不有！而各种各样的材料正是构成我们这个五彩缤纷的世界的基础，材料是构成所有物质的基本成分，没有材料就不会有物质，没有物质就不会有我们这个丰富多彩的大自然，更不会有人类。
生活中，材料无处不在。
各种各样的材料构成的物质使人们的生活变得丰富多彩。
为满足人们衣食住行等日常生活的需要，聪明的人类开始从大自然获取多种原材料，经过加工，合成人们所需要的各种各样的物质。
如各种各样的时装，食品，建筑，交通工具等无不是材料合成的结晶！到如今，材料已成为社会发展的重要物质基础。
20世纪60年代，人们把材料、能源、信息并成为现代技术和现代文明的三大支柱；70年代又把新型材料、信息技术和生物技术列为新技术革命的主要标志。
可以说，材料工业是国民经济建设中的重要工业，也是非常重要的研究方向；材料是所有工业的基础，材料技术成为不同工程领域产业化的共性关键技术。
当代每一项重大新技术的出现都有赖于新材料的发展。
人们已经强烈地认识到材料科学与材料工程对社会发展的作用。
无论是专门从事材料研究的科技人员，还是经济学家、金融银行家、企业界巨头以及国家领导人，都密切注意材料研究的动向和发展趋势，以便及时把握时机作出正确决策，在世界经济发展的竞争中占有一席之地。
然而正是由于材料在社会发展中的重要性，使得材料工业的发展突飞猛进！材料工业在解决当今世界所面临的难题中起着无可替代的作用！而当今世界人们所面临的主要难题是能源短缺和环境污染，据有关资料显示，地球上煤，石油，天然气在2100年前都将枯竭，并且化石燃料的燃烧对环境的污染较大！如果这些问题得不到解决，到那时世界经济将面临崩溃，为解决这些问题，在科学家们的不懈努力下，氢燃料电池“应运而生”。
为解决能源短缺、环境污染等问题，开发清洁、高效的新能源和可再生能源已十分紧迫。
氢能因燃烧热值高、污染小、资源丰富成为新能源的对象，氢燃料电池作为氢能利用的有效手段，已被美国《时代》周刊评为21 世纪有重要影响的十大技术之一。
氢燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转换成电能的装置。
这种装置的最大特点是由于反应过程中不涉及到燃烧，因此其能量转换效率不受"卡诺循环"的限制，能量转换效率高达60％～80％，实际使用效率则是普通内燃机的2～3倍。
氢燃料电池发电的基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阴极和阳极，氢通过阴极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阳极。
电池阳极上的氢在催化剂作用下分解为质子和电子，带阳电荷的质子穿过隔膜到达阴极，带阴电荷的电子则在外部电路运行，从而产生电能。
在阴极上的氧离子在催化剂作用下和电子、质子化合反应成水。
具体反应过程为：(1)氢气通过管道或导气板到达阳极；(2)在阳极催化剂的作用下，1个氢分子解离为2个氢离子，即质子，并释放出2个电子，阳极反应为：H2→2H＋＋2e(3)在电池的另一端，氧气(或空气)通过管道或导气板到达阴极，同时，氢离子穿过电解质到达阴极，电子通过外电路也到达阴极；(4)在阴极催化剂的作用下，氧与氢离子和电子发生反应生成水，阴极反应为：1/2O2+2H++2e→H2O总的化学反应如下：H2+1/2O2→H2O与此同时，电子在外电路的连接下形成电流，通过适当连接可以向负载输出电能电池组通过像这样大量串联的燃料电池，就可以产生足够的电能来驱动汽车。
氢燃料电池与普通电池的区别主要在于：干电池、蓄电池是一种储能装置，是把电能贮存起来，需要时再释放出来；而氢燃料电池严格地说是一种发电装置，像发电厂一样，是把化学能直接转化为电能的电化学发电装置。
氢氧燃料电池的核心组件是氢氧交换膜，因此氢氧燃料电池又称质子交换膜燃料电池（PEMFC），质子交换膜燃料电池属于低温型燃料电池，其工作温度为80～100℃，电解质为固体聚合物薄膜，此膜加湿后可将质子从阳极传送到阴极。
上述两种燃料电池由于都在低温下工作，因此反应需要用铂作催化剂，通常铂是分散在碳黑中，必须指出的是，在此温度范围铂对CO非常敏感。
氢氧交换膜是由聚合物基体结合功能性基团组合而成的。
基体的材料可能是聚苯乙烯，聚丙烯酸或酚醛树脂。
功能性基团则有无数种选择，可以是阴离子阳离子或者是一些特殊的螯合离子，等等。
基体材料的交联度影响着材料的选择性、机械性和渗透稳定性。
对于离交树脂而言，其特性还由功能性基团产生影响。
它一般化学电源中使用的隔膜有区别。
质子交换膜燃料电池已成为汽油内燃机动力最具竞争力的洁净取代动力源.用作PEM的材料应该满足以下条件：良好的质子电导率、水分子在膜中的电渗透作用小、气体在膜中的渗透性尽可能小、电化学稳定性好、干湿转换性能好、具有一定的机械强度、可加工性好。
现阶段分为:全氟磺酸型质子交换膜;nafion重铸膜;非氟聚合物质子交换膜;新型复合质子交换膜等等！全氟磺酸质子交换膜是一种氢离子良导体,电子绝缘体的全氟碳高分子聚合物。
由于其具有优良的机械、热、化学和电化学稳定性，已被广泛地用于氢氧燃料电池，电解水制备臭氧、电解水制备氢气和氧气、有机电合成和气体传感器等。
Nafion膜是美国杜邦公司研制并实现商业化的一种单离子型的全氟聚合物膜.在Nafion膜中,阴离子为磺酸根离子,被固定在氟碳链上,其阳离子根据不同的处理过程可以为各种类型,例如H+、Na+、Li+、K+等.由于Nafion膜属于全氟膜,其聚合物链段结构中不含有H原子,因此Nafion膜具有优异的耐酸碱腐蚀性、电化学稳定性、耐化学药品性、热稳定性,在氯碱工业等领域中有广泛的应用,并且在燃料电池的研究与开发过程中也得到了高度的重视但由于ion膜在质子交换膜燃料电池中有广泛的应用，但由于Nafion膜的阻醇性能差及价格昂贵等因素，Nafion膜作为质子交换膜并没有商业化生产。
新型非氟芳环聚合物质子交换膜包括磺化芳环主链聚合物质子膜、非氟离子复合膜和酸碱聚合物复合膜等目前我国已研制出来的新型复合质子交换膜有基于联萘二酐的磺化聚酰亚胺质子交换膜、于含萘基团二元胺的磺化聚酰亚胺质子交换膜、基于低成本聚乙烯醇的新型复合质子交换膜，为发展高性能、低成本的质子交换膜奠定了重要的理论基础另外，氢燃料电池的电极用特制多孔性材料制成，这是氢燃料电池的一项关键技术，它不仅要为气体和电解质提供较大的接触面，还要对电池的化学反应起催化作用。
氢氧燃料电池具有诸多优点，如噪音低、对环境污染小、可靠性及维修性好等。
应用燃料电池的最重要一个优点是不产生有害废气，因为氢与氧反应的唯一产物是水。
并且，而使用氢燃料电池发电，是将燃料的化学能直接转换为电能，不需要进行燃烧，能量转换率可达60%～80%，而且污染少、噪音小，装置可大可小，非常灵活。
另外，经过科学家们的不懈努力，在氢的储存方面已经取得了重大突破：氢的化学特性活跃，它可同许多金属或合金化合。
某些金属或合金吸收氢之后，形成一种金属氢化物，其中有些金属氢化物的氢含量很高，甚至高于液氢的密度，而且该金属氢化物在一定温度条件下会分解，并把所吸收的氢释放出来，这就构成了一种良好的贮氢材料。
氢燃料电池已逐步完善！正是由于氢氧燃料电池的这些优点，使得氢氧燃料电池逐渐代替化石燃料进入人们的生活世界，如通用公司已经生产出最新燃料电池车―雪佛兰Equinox，雪佛兰Equinox 的燃料电池组由440 块串联电池组成，电力输出可达93 千瓦，在车载73 千瓦（100 马力）同步电动机的共同驱动下，0 - 1 00 公里／小时的加速只要12 秒，而这款前驱车型的最高时速可达每小时160 公里。
其设计使用寿命为 2 年或8 万公里，通过在热绝缘以及运行方案等方面进行的一系列改进，可以在低于零度的气候条件下正常启动及运行，这也是它相比前一代车型的显著进步之一。
Equinox 的氢燃料存贮装置由3 个700 巴（ 1 巴＝0 . 987 个标准大气压）的高压储氢罐组成，罐体采用碳纤维复合材料，最大氢燃料存储量为4.2千克，这样可以支持最长320 公里的行驶里程。
另外在军事上，由于PEMFC 发电机工作温度低，红外辐射少，无震动，没有噪音，因此特别适合用作为现代军用电源。
1998 年8 月，美国国防部在向国会国防委员会呈递的报告中指出：移动电力是永久性防御设施最基本的五大要素之一；燃料电池发电技术替代常规发电装置的迅速演变，给未来发电系统采用氢气作为主燃料开辟了道路；由于能量转换效率（超过60%）很高，操作维护极为简单，燃料电池发电机使氢能源作为主燃料的应用极为可靠而高效。
因此，把作战燃料改为氢，将获得更加高效可靠的发电系统、更低的排放、更低的噪音、极大地减小热辐射和红外成像，便于伪装和隐蔽作战。
氢氧燃料电池在解决现实生活中的问题中以其独具魅力的吸引力深深吸引着科学家们的眼球，当然由于在氢燃料电池方面的科学技术还不够成熟，氢燃料电池还存在着一些缺点，如由于氢燃料电池使用过程中必须使用催化剂，而催化剂使用寿命有限，在利用各种传统工艺获取的氢中含有较多的一氧化碳杂质，正是一氧化碳杂质会引起催化剂“中毒”，从而使催化剂失去自己的活性。
当然科学家们已经开始着手解决这些问题，马哈贾博士提出净化氢的新反应，在反应中利用三氯化钌（或其他一些金属）和氮的络化物作为催化剂，这些化合物能溶解于水-甲醇溶剂，让富含一氧化碳杂质的氢通过水-甲醇溶剂。
反应可以在不高的80～150℃温度下进行，反应中一氧化碳在变成二氧化碳之前被氧化，并被几乎百分之百的回收。
不仅如此，在这反应过程中会形成附加的氢，因为在氧化过程中有水分子参与。
反应总共只有几秒时间，结果在以百万计的氢分子中留下的只有几个一氧化碳分子。
科学家们的不懈努力下，相信在不久的而将来这些曾经的问题都不再是问题，并且随着制氢技术的发展，氢燃料电池离我们的生活越来越近。
旧的化石燃料时代即将过去，一个新的氢时代即将来临，到那时，氢气将像煤气一样通过管道被送入千家万户，每个用户则采用金属氢化物的贮罐将氢气贮存起来，然后连接氢燃料电池，再接通各种用电设备。
它将为人们创造舒适的生活环境，减轻繁重的生活事务。
但愿这种清洁方便的新型能源——氢燃料电池早日在人们日常生活中。