作为质子交换膜燃料电池(高分子高吸水性树脂)的一个重要应用场景，开发满足无人机用的低温质子交换膜燃料电池(Low Temperature-高分子高吸水性树脂)正受到越来越多的关注。无人机所采用的高分子高吸水性树脂操作条件比较特殊，作为原料的氢气、空气均为无加湿的干气。针对这一特殊操作条件，需开发相应的具有保水能力的质子交换膜。为此，我们首先合成了一种具有高保水性的高分子高吸水性树脂< 高分子高吸水性树脂，将其加入Nafion溶液中混合均匀，利用溶液浇铸法制膜，探索并优化了高分子高吸水性树脂的加入量;随后，我们对保水复合膜进行了T-IR,  SEM、质子传导率、保水性、溶胀率、拉伸强度、热失重性能等表征，并进行电池输出性能测试;最终结果表明:Nafion系质子交换在原料为干空气、干氢气的条件卜，最适宜的操作温度区问为5055℃。当高分子高吸水性树脂加入量为1.0 wt%时，Nafion基复合膜< NFPAM 1)具有更优的电池性能。当电池温度55 0C、干燥氢气、空气流量分别为O.1L"miri‘和0.55 L " mir时，采用NFPAMI复合膜的高分子高吸水性树脂最高功率密度为691 mW " cm Z。质子交换膜燃料电池(高分子高吸水性树脂)是一种可将燃料和氧化剂的化学能直接转变为电能的高效发电装置。由于其高效、环境友好、比功率高等优点，围绕着高分子高吸水性树脂技术的应用研究越来越广泛质子交换膜作为高分子高吸水性树脂内传导质子的载体，它最重要的功能是需保障膜内存在充足的水化区，保证水合质子在其中可以高效地传输。但是燃料电池中的水不能过多也不能过少，水过多会出现电极内水淹导致催化层气体传质受阻;水过少会造成质子膜的质子传导阻力变大、欧姆极化增加，而且质子交换膜长期在失水状态下工作，不仅会导致电池性能偏低，而且会加速质子交换膜的物理衰减破坏。
    目前针对小型移动应用市场如无人机等使用的高分子高吸水性树脂，普遍采用“空冷型”结构设计，并采用氢气/空气、低增湿或无增湿条件操作。一方面，采取空气作冷却介质，虽能够简化电堆与系统设计，但电堆内部的水热管理效果并不理想;另一方面，通过加大阴极空气流量能够保证带走更多的热量，但同时质子交换膜也极易被“吹干”而以Nafion基为主流的质子交换膜，其保水能力和溶胀性能不够理想，这使得基于此类 Nafion改性膜的高分子高吸水性树脂很难保持较优异的水含量状态。因此，保证高分子高吸水性树脂处于一个较合适的工作温度，并设计具有较高保水能力的质子交换膜，对于无人机等小型移动应用市场的高分子高吸水性树脂技术的发展至关重要。www.xinglongchem.net