本论文介绍了燃料电池的基本情况,着重讨论了质子交换膜研究的重要意义和现状,并根据对复合质子交换膜的了解,设计了一整套研究方案.首先,通过对酸性凝胶性质的研究,确定影响酸性硅凝胶质子传导介质的能力的因素并探讨了其保持质子传导能力的机理.然后根据目前的研究动态,对不同材料进行考察,确定了两种材料作为复合质子交换膜的基体.进而分别对两种不同基体的复合质子交换膜做以详细讨论.试验结果表明:硅凝胶结构中存在三维的SiO<,2>网络结构,该结构可将酸性H<,2>SO<,4>吸附在其表面,形成一个"自由酸性体系",该体系存在可以使凝胶的电化学性能变优.将酸性硅凝胶用于金属基有序微孔膜材料中,对其进行相关测试发现,室温其电导率可达10<-2>S·cm<-1>以上,电化学性能与膜的有效面积比率和酸性硅凝胶的电导率有关.将凝胶体系用于聚合物材料制备出的无机/有机杂化膜材料,其形态稳定性与杂化材料中SiO<,2>含量有关,含量越高稳定性越好;电化学性能则受温度、湿度、浸酸时间和浸酸温度的影响;进行微观测试,发现该体系中存在SiO<,2>颗粒部分分配不均,存在大量Si-OH结构,因而可知聚合物和SiO<,2>间有较强的化学键结合,提高了膜的耐高温、耐水溶性能,测试发现,该类型复合膜可耐120℃高温,并且有较强的自增湿作用.组装电池后,在室温下进行性能测试,单电池输出电压可达0.92V.对上述研究结果分析后知,采用硅凝胶将酸性介质固定的方法是切实可行的.以酸性硅凝胶为电解质制备的两种复合质子交换膜具备优良的形态和电化学性能,符合燃料电池对质子交换膜的性能要求.