（元琛科技）目前學(xué)術(shù)界公認(rèn)的質(zhì)子傳遞機(jī)理主要分成兩種:Vehicle 機(jī)理和 Grotthuss 機(jī)理。Vehicle 機(jī)理認(rèn)為質(zhì)子與載體結(jié)合，以水合氫離子的形式在電滲、濃度差和壓差作用下擴(kuò)散傳遞，質(zhì)子傳遞量受載體擴(kuò)散速率影響，載體之間無質(zhì)子交換。Grotthuss 機(jī)理認(rèn)為質(zhì)子沿氫鍵，在載體分子之間以跳躍或結(jié)構(gòu)擴(kuò)散的形式傳遞，質(zhì)子的傳遞量主要由載體本身結(jié)構(gòu)、濃度以及質(zhì)子在載體之間傳遞所需要的活化能等因素決定。

質(zhì)子交換膜根據(jù)含氟情況進(jìn)行分類，主要可分為四類，全氟質(zhì)子交換膜、部分氟化聚合物膜、新型非氟聚合物膜、復(fù)合膜。

1、全氟磺酸膜
全氟磺酸離子交換膜由碳氟主鏈和帶有磺酸基團(tuán)的醚支鏈構(gòu)成，具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性，是目前應(yīng)用最廣泛的燃料電池膜材料。其質(zhì)子導(dǎo)電率在80℃和完全潤濕條件下可達(dá)0. 10S·cm-1以上。由于全氟磺酸樹脂(PFSA) 分子的主鏈具有聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和較高的力學(xué)強(qiáng)度，聚合物膜的使用壽命較長；同時(shí)分子支鏈上的親水性磺酸基團(tuán)能夠吸附水分子，具有優(yōu)良的離子傳導(dǎo)特性。

2、非全氟化質(zhì)子交換膜非全氟化主要體現(xiàn)在用取代的氟化物代替氟樹脂，或者是用氟化物與無機(jī) 或其他非氟化物共混。

3、無氟化質(zhì)子交換膜
無氟化膜實(shí)質(zhì)上是碳?xì)渚酆衔锬?，它不僅成本低而且環(huán)境污染相對較小，是質(zhì)子交換膜發(fā)展的一大趨勢。無氟化烴類聚合物膜用于燃料電池的主要問題是它的化學(xué)穩(wěn)定性，目前具有優(yōu)良的熱和化學(xué)穩(wěn)定性的高聚物很多，如聚苯醚、芳香聚酯、聚苯并咪唑、聚酰亞胺、聚砜、聚酮等，其關(guān)鍵在于如何將它們經(jīng)過質(zhì)子化處理用于質(zhì)子交換膜燃料膜電池。

4、復(fù)合膜
全氟型磺酸膜在低濕度或高溫條件下因?yàn)槿彼畬?dǎo)致的電導(dǎo)率低，以及阻醇性能差等缺點(diǎn)，近年來，通過復(fù)合的方法來改性全氟型磺酸膜有了較多的研究報(bào)道。增強(qiáng)型全氟化質(zhì)子交換膜主要包括 PTFE/全氟磺酸復(fù)合膜和玻璃纖維/全氟磺酸復(fù)合膜。高溫型復(fù)合質(zhì)子交換膜主要包括雜多酸/全氟磺酸復(fù)合膜和無機(jī)氧化物/全氟磺酸復(fù)合膜。（元琛科技）