當前質子交換膜水電解（PEMWE）的主要技術挑戰之一是有限的質子傳導率。如今，石墨烯被認為是在整個獨特二維結構中改善離子傳輸性能、同位素選擇性和質子傳導性的最有希望的候選者之一。在本文中，我們報道了在PEMWE應用中包含不同石墨烯負載量的石墨烯改性商業膜（Fumapem
®）。該膜通過掃描電子顯微鏡（SEM）以及熱重和差熱分析（TGA-DSC）進行表征。研究了復合膜的性能，包括吸水率和離子交換容量（IEC）。在平面四電極布置中，用于確定復合材料支鏈的質子傳導性。發現與原始商業膜相比，復合膜表現出改善的行為，并且石墨烯負載可以改善質子傳導性。在我們的條件下，對于石墨烯負載量為10 mg的復合Fumapem
®/石墨烯膜，計算得出的質子傳導活化能（E
a）約為3.80 kJ/mol，低于原始聚合物質子交換膜。
Figure 1. 與（a）石墨烯和（b）Fumapem
®膜相比，（c）G1、（d）G2和（e）G3復合膜的表面形態。
Figure 2. （a）石墨烯納米片、Fumapem
®和G1復合膜的ATR-FTIR光譜；（b）在800 cm
-1-1900 cm
-1范圍內，Fumapem
®、G1、G2和G3的ATR-FTIR光譜。
Figure 3. （a）Fumapem
®和石墨烯修飾的膜G1-G3的TGA熱分析圖；Fumapem
®和G1-G3膜的（b）DDSC和（c）DSC曲線。
Figure 4. Fumapem
®和G1-G3膜的（a）質子傳導率和（b）Arrhenius圖。
相關研究成果于2019年由羅馬尼亞國家氫與燃料電池中心Daniela Ion-Ebrasu課題組，發表在International journal of hydrogen energy（https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.02.148）上。原文：Graphene modified fluorinated cation-exchange membranes for proton exchange membrane water electrolysis。
