Una membrana de intercambio de protones, o membrana polimérica electrolítica (PEM, por sus siglas en inglés), es una membrana semipermeable fabricada generalmente a partir de ionómeros y diseñada para conducir protones al tiempo que actúa como aislante electrónico y barrera para los reactantes, por ejemplo, para el oxígeno y el gas hidrógeno.Las PEMFC funcionan a menor temperatura, son más ligeras y compactas, lo que las hace ideales para aplicaciones como los automóviles.Estas mejoras podrían dar lugar a una mayor eficiencia global del sistema.Sin embargo, estos beneficios aún no se han materializado, ya que las membranas de ácido sulfónico perfluorado (PFSA), que son el estándar de oro, pierden su función rápidamente a 100 °C y más si la hidratación cae por debajo del ~100%, y empiezan a deslizarse en este intervalo de temperatura, lo que provoca un adelgazamiento localizado y una reducción general de la vida útil del sistema.En consecuencia, se están estudiando activamente nuevos conductores de protones anhidros, como los cristales plásticos iónicos orgánicos próticos (POIPC) y los líquidos iónicos próticos, para el desarrollo de PEM adecuadas.Las reacciones en los electrodos son las siguientes: El potencial exotérmico teórico es de +1,23 V en general.[20] Las pilas de combustible PEM también se han implantado con éxito en otros tipos de maquinaria pesada, y Ballard Power Systems suministra carretillas elevadoras basadas en esta tecnología.[24] Hay dispositivos similares basados en PEM disponibles para la producción industrial de ozono.
Leonard Niedrach (izquierda) y Thomas Grubb (derecha), inventores de la tecnología de membranas de intercambio de protones.
