第23卷第2/3期2011年3月

化学进展

PROGRESSINCHEMISTRY

Vol.23No.2/3Mar.，2011

质子交换膜燃料电池材料

刘志祥

钱

伟

郭建伟

张

杰

王

诚

毛宗强

*

（清华大学核能与新能源技术研究院

摘

要

北京100084）

质子交换膜燃料电池是最接近商业化的一种燃料电池，最有希望作为未来电动汽车的发动机，

近二十年取得了长足的发展。目前限制质子交换膜燃料电池进入商业化的最主要原因是成本和寿命两大问题，寻找和开发新型材料成为解决这两大问题、推进商业化进程的必然选择，也是质子交换膜燃料电池近些年来的研究重点和热点。本文对构成质子交换膜燃料电池的几大关键材料的发展进行了介绍，首先重点介包括含氟膜、非氟膜、高温膜、陶瓷膜等若干方向的发展；其次介绍了燃料电池绍了质子交换膜的发展状况，

用铂系及非铂系催化剂的研究现状；然后气体扩散层的性质及材料研究进行了综述；最后介绍了石墨、金属及复合双极板材料及加工方法的发展。本文还对每种材料的发展现状进行了简要的评述，并展望了这些材料今后的发展方向。

关键词

质子交换膜

燃料电池

材料

281X（2011）02/3-0487-14文章编号：1005-中图分类号：TM911.4

文献标识码：A

ProtonExchangeMembraneFuelCellMaterials

LiuZhixiang

QianWei

GuoJianwei

ZhangJie

WangCheng

MaoZongqiang*

（InstituteofNuclearandNewEnergyTechnology，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China）Abstract

Protonexchangemembranefuelcell（PEMFC），whichistheclosesttocommercializationinallthe

fivetypesoffuelcells，isoneofthemostpromisingpowersourcesasthefutureelectricvehicleengineandhasrapidprogressinthepasttwodecades.Todate，thebiggestobstaclesinthewayofPEMFC’scommercializationarecostandlifetime，whichmustbesolvedbysearchinganddevelopingnovelmaterials.TheseareashavealreadybecomethekeystonesandhotspotsinPEMFC’sresearchanddevelopment.Inthispaper，recentyears’developmentsonthekeymaterialsofPEMFCarereviewed.Firstly，thedevelopmentinprotonexchangemembraneisintroducedincludingthedirectionsoffluorinatedmembrane，non-fluorinatedmembrane，hightemperaturemembrane，inorganicceramicmembraneandsoon.Secondly，therecentprogressinplatinumbasedandnon-platinumelectrocatalystusedinPEMFCisintroduced；thirdly，theresearchresultsofthecharacteristicsandmaterialsofthegasdiffusionlayerinPEMFCisintroduced.Inthelast，bipolarplatesmaterialsandtheirmachiningmethodsofgraphite，metalandcompositematerialsforPEMFCarereviewed.Theauthorsalsocommentthestate-of-the-artdevelopmentofeachmaterial，andprovideoutlookofthefuturedevelopdirectionsofthePEMFCmaterials.

Keywords

protonexchangemembrane；fuelcell；material

22.12.2

Protonexchangemembrane

RequirementsofPEMforfuelcellsDevelopmentofthePEMs

Contents

1

Introduction

收稿：2010年9月，收修改稿：2010年11月*Correspondingauthor

e-mail：maozq@tsinghua.edu.cn