孙 鹏，李忠芳，王传刚，王 燕，崔伟慧，裴洪昌，尹晓燕

(山东理工大学 化学化工学院，山东 淄博 255049)

当前，人类社会的发展仍然面临环境污染和能源短缺等重大问题。要解决这些问题，就要开发低污染或者无污染的新型能源技术。作为一种清洁高效的能源技术，燃料电池(fuel cell)技术得到了广泛的关注[1-3]。燃料电池是一种开放式的能量转换装置，能够直接、连续地将外部供给的燃料和氧化剂中蕴含的化学能转化为电能[4]。内燃机需要经过卡诺循环的热功转换过程才能发电，而燃料电池则可直接将化学能转化为电能，因而具有比内燃机更高的能量转换效率。与传统电池技术相比，燃料电池具有能量转换效率高、比能量密度高、污染小、启动快、结构模块化和噪声低等优势。燃料电池技术是支撑氢能经济的重要技术，可以实现电水热联产。燃料电池根据其电解质和其中传导离子的不同又可分为碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池和质子交换膜燃料电池5种类型[4]。质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell, PEMFC)具有理论比能量高、能量转化效率高、可实现零排放等优点，得到了极大关注。

质子交换膜燃料电池的单电池由膜电极组(membrane electrode assembly, MEA)、流场板、集流板和端板组成，MEA包括质子交换膜(proton exchange membrane, PEM)、阳极(和阴极)催化层以及阳极(和阴极)扩散层[5-6]。PEMFC所采用的PEM一般以聚合物为主体，可根据需要进行修饰或改性，如掺杂无机材料、与其他高分子材料共混或用活性试剂进行交联，而后经适宜的制膜工艺制得。……