①PEMFC的聚合物电解质。聚合物电解质膜片除了维持离子充电外，还分别通过阳极和阴极使氧化剂和燃料分开。PEMFC的聚合物电解质主体--离子交换膜(IEM)是PEMFC的核心。PEMFC中的IEM与一般的化学电源隔膜有很大的不同，主要表现在它的功能是作为电解质和电极活性物质的基底以及能选择透过质子，而不是像普通膜那样呈多孔性。

　　聚合物电解质膜片对质子的传导性与吸入的水量成正比，因此，为了使PEMFC能可靠地进行工作，电池中的燃料流和氧化剂流必须“湿化”，即聚合膜必须完全成为水合物，可以利用电化学反应产生的水和加湿的气体燃料中的水分。聚合膜脱水会导致电阻大幅度上升。在电池的燃料侧，必须保持高的局部水压，因为每个离子从阳极移动到阴极通过膜时，都载着水作为水合层，在阳极这些水必须不断得到补充，这就必须将工作温度限定在100℃以下。很薄的聚合物电解质膜片有利于水从阴极向阳极扩散。

　　IEM研究主要面临的问题有：①膜的厚度设计时，若厚度太厚，则导致膜的电阻增大，从而降低膜的导电性能；太薄又容易引起氢气的泄漏和膜的破环；②提高IEM的稳定性和电化学性能；③降低膜的造价；④发展高温聚合物(150-200℃)，这样的温度会降低电极对CO中毒的灵敏性，缓解水对质子传导、水平衡问题的影响程度，并且在较高的温度条件下，废热可回收利用，提高PEMFC的效率。

　　②电极催化剂。在PEMFC中，铂是最好的电极催化剂。由于这种电池是在低温条件下工作的，因此，提高催化剂的活性，防止电极催化剂中毒很重要。早期的PEMFC要充填2-4mg/cm2的铀，近年来，随着对催化剂的研究，充填数量已减少1-2个数量级。

　　当PEMFC的燃料不是纯H2时，它必须与烃类重整置匹配使用，碳氢燃料制氢的重整反应需要在200-250℃之间的温度下进行，而制的氢中总会有少量的CO，易引起铂催化剂的中毒。若CO体积分数超过2×10-5，则燃料电池的效率与寿命都会降低。在酸性电解质中，CO优先被吸附于铂上，妨碍了H2与催化剂表面的接触。吸附作用与温度成反比，即温

页码：[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] 第6页、共9页