質子交換膜或聚合物電解質膜(PEM)是一種半透膜，通常由離聚物制成并設計用于傳導質子，同時充當電子絕緣體和反應物屏障，例如氧氣和氫氣。這是它們在結合到質子交換膜燃料電池或質子交換膜電解器的膜電極組件(MEA)中時的基本功能：分離反應物和傳輸質子，同時阻斷通過膜的直接電子通路。質子交換膜可以由純聚合物膜或復合膜制成，其中其他材料嵌入聚合物基質中。見和市售的PEM材料之一是杜邦公司的產品氟聚合物(PFSA)Nafion。雖然Nafion是一種像聚四氟乙烯一樣具有全氟骨架的離聚物，但還有許多其他結構基序可用于制造用于質子交換膜的離聚物。許多使用聚芳烴聚合物，而其他使用部分氟化聚合物。質子交換膜的主要特點是質子電導率(σ)、甲醇滲透率(P)和熱穩(wěn)定性。質子交換膜燃料電池使用固體聚合物膜(薄塑料膜)，當它被水飽和時質子可以透過，但它不傳導電子。
氣體透過率測試：在恒定溫度和單位壓力差下,穩(wěn)定透過時,單位時間內透過質子交換膜試樣單位面積的氣體的體積。
氣體透過系數(shù)：在恒定溫度和單位壓力差下，在穩(wěn)定透過時，單位時間內透過試樣單位厚度、單位面積的氣體的體積。
氣體阻隔就是指燃料電池質子交換膜透氣率測試，可采用GTR-V3壓差法氣體滲透儀，適用于燃料電池質子交換膜、各種塑料薄膜、復合膜、分離膜、橡膠、聚合物材料等產品在各種溫度條件下氣體透過率、擴散系數(shù)、溶解度系數(shù)、滲透系數(shù)的測定。采用真空壓差法測試原理，同時滿足三腔獨立測試。
測試方法
(1)將壓差法氣體滲透儀的高壓室和低壓室分離，把真空油脂均勻涂抹在低壓室試驗臺測試標志線之外的區(qū)域。
(2)將按照要求裁切好的中速定性濾紙放置于低壓室試驗臺上方。
(3)將準備好的膜樣品分別平整貼附于涂有油脂的低壓室試驗臺上,確保樣品與油脂接觸區(qū)域無氣泡產生。
(4)將高壓室與低壓室緊密閉合,開啟水浴循環(huán),溫度控制裝置設定溫度為23℃。
(5)開啟氣體滲透儀電源開關，打開儀器計算機操作軟件，運行安全氣體(氮氣或其他惰性氣體)置換過程，時間不低于600s。
(6)安全氣體置換結束后，切換閥門，通入高純氫氣，同時開啟真空泵,高壓室和低壓室同時抽空脫氣至10Pa以下。
(7)關閉隔斷閥,打開試驗氣瓶和氣源開關向高壓室充試驗氣體高壓室的氣體壓力應在1.0x10Pa~1.1x105Pa范圍內。壓力過高時,應開啟隔斷閥排出。
(8)脫氣結束后,儀器自動關閉高、低壓室排氣閥，開始透氣試驗。
(9)剔除試驗開始的非線性滲透階段，記錄低壓室的壓力變化值AP和試驗時間t。
(10)繼續(xù)試驗直到在相同的時間間隔內的低壓室壓力變化保持恒定，達到穩(wěn)定透過。至少取3個連續(xù)時間間隔的壓差值,求其算數(shù)平均值,以此計算該試樣的氣體透過率及氣體透過系數(shù)。
