燃料电池技术是实现气候中性能源供应的关键路径之一，质子交换膜燃料电池（PEMFC）在其中扮演着核心角色。这类设备能够高效地将氢气转化为电能，在交通运输和固定能源系统中展现出广阔的应用前景。

在质子交换膜燃料电池内部，一层薄薄的聚合物膜起到关键作用，它允许质子通过而阻止电子，从而产生电流。这一膜层的特性直接影响着燃料电池的整体性能、效率和使用寿命。

过去，由于实际系统中多个过程相互交织，难以单独评估膜的具体影响。为此，杜伊斯堡-埃森大学（UDE）的研究团队，在Fatih Özcan博士的带领下，与ZBT的研究人员合作开发了一种新方法。他们不再分析整个燃料电池，而是聚焦于简化的测试装置中的阴极部分，从而清晰地分离出膜的影响。

研究团队测试了不同厚度和化学成分的膜，并对比了无膜的参考系统。通过电化学测量技术，他们首次识别并区分了性能损失的主要来源，包括电阻、反应动力学和质量传输。相关研究成果已发表在《能源进展》期刊上。

“我们的结果显示，膜会为系统带来额外的电阻，并显著影响性能，”博士研究员兼第一作者Yawen Zhu表示，“但令人意外的是，大部分额外电阻并非源于膜厚度，而是仅仅因为膜的存在——更确切地说，是由膜与电极之间的接触界面所导致。”

膜厚度主要影响电化学反应速率：膜越厚，反应进行越慢。“另一方面，传输损失更多取决于材料的化学结构，”资深作者Fatih Özcan博士补充道，“我们的研究表明，膜不仅仅是被动组件，它们还为开发更高效、更耐久的燃料电池提供了重要线索。”

出版详情：作者：University of Duisburg-Essen；标题：《Why PEM fuel cells lose power: Study points to membrane-electrode interfaces》；发表于：《Energy Advances》(2026)；期刊信息：《Energy Advances》。