质子交换膜（Proton Exchange Membrane，简称 PEM）是一种在燃料电池、电解水制氢等领域具有重要应用的膜材料。它在这些装置中起到传导质子、隔离反应物等关键作用，其性能优劣直接影响相关设备的效率和稳定性。

质子交换膜的几个重要指标：

1、质子传导率

质子传导率是衡量质子交换膜传导质子能力的重要指标，单位为S/cm，其值越高，膜的性能越好。质子传导率分为面内和法向两种，非增强均质膜中两者基本一致，而复合增强膜由于各向异性导致两者存在差异。

2、离子交换容量

离子交换容量定义为每克氢型干膜能与外界溶液中相应离子进行等量交换的毫摩尔数，是决定离子膜性能的关键参数。较大的离子交换容量虽然能提高质子传导性能，但会降低选择性，同时会增加吸水率和降低机械强度，因此需要根据应用需求选择合适的离子交换容量。

3、含水率

含水率是指每克干膜中含有的水量，受离子交换容量、成膜聚合物分子量大小和离子交换基团类型的影响。较高的含水率虽然使膜更柔软，但会降低机械强度，因此需要平衡含水率以满足不同应用的需求。

4、力学性能

质子交换膜在PEM电解水制氢装备中应用时，需要承受水的流动冲击和气体冲击波动，因此其力学性能至关重要。均质型膜吸水后柔软且抗撕裂性能差，而增强型膜由于有增强材料支撑，具有较高的机械强度和优异的抗撕裂性能。

5、尺寸变化率

尺寸变化率反映了质子交换膜在吸水后的稳定性，受离子交换容量、使用温度和膜类型的影响。较小的尺寸变化率意味着膜更稳定，对于PEM电解槽中的质子交换膜来说，尺寸变化率越小越好。

6、化学稳定性

化学稳定性对于保证电池高效运行至关重要，特别是在PEM电解制氢膜中，由于始终处于电化学腐蚀状态，对化学稳定性的要求更高。除了导电率和力学性能外，还需要对化学稳定性进行测试，以确保关键性能在测试前后不发生变化。