本论文在大量研究工作的基础上，成功地解决了质子交换膜容易溶胀变形等技术障碍，开发出了一种具有特殊涂装方式和干燥模式的新型的直接涂膜制备膜电极的新技术。采用该技术制得的膜电极具有催化剂用量少、催化剂层与质子交换膜结合紧密、膜电极性能良好等优点；贵金属载量低于0.3mg/cm<'2>，催化剂层的厚度仅为4-5μm，催化剂层蓬松且与质子交换膜结合十分紧密；采用该技术制备的5cm<'2>的膜电极，在Pt载量为0.3 mg/cm<'2>的条件下，电极性能可达1 A/cm<'2>(0.6V)，处于国际先进水平。 考察了溶剂、催化剂/Nation比、TEFLON的添加等制备条件对膜电极性能的影响，得到了制备膜电极的最佳工艺条件。研究了工作条件对膜电极性能的影响。 探索和提出了一种活化膜电极的新的活化方法，该方法可以快速活化膜电极，使得膜电极快速达到最优工作状态，该方法适用于不同催化剂和不同制备方法制备得到的膜电极(MEA)，同时也适用于用过MEA的性能恢复，其效果优于目前国外报道的活化方法。 采用XRD、SEM等考察了直接涂膜技术制得膜电极的结构性质，采用交流阻抗技术考察了各种不同条件下膜电极的阻抗，为认识膜电极的作用机理提供了重要的依据；采用循环伏安技术考察了电池温度、加湿温度、气体压力、气体流量、扫描速率等因素对催化剂利用率的影响，发现膜电极的催化剂利用率可达75％左右，所得结果对于指导设计燃料电池的最佳运行条件具有一定指导意义。