当前传统能源石油能源越来越稀少,大量新能源形式涌现出来。这其中就包括了质子交换膜燃料电池,燃料电池以其紧凑的结构,良好的功率密度,环境友好的特点吸引了较多众多企业的关注,尤其是汽车,移动电源领域。同时,有关燃料电池的研究工作也成为了学术热点。但是,燃料电池在运行过程中依然有众多问题,其中随水含量变化的质子交换膜导电率,就是影响燃料电池性能的一个关键因素。为了有效的解决这一问题,本文中对质子交换膜中水传输机理进行了理论和实验的研究,并提出了制备含有Pt颗粒的改性膜的方法来改善电解质膜的水环境,达到降低电阻率,提高性能的目的。文章中主要内容分为以下部分:首先,文章中对质子交换膜中的水传输机理作了深入介绍和实验研究,其中第二章通过对燃料电池中物质传输现象和电荷传输现象的整体介绍之后,结合这两点引出兼有两种传输的水传输现象,并研究分析了质子拖拽现象和扩散现象对水传输的影响,再延伸到质子交换膜中的水含量改变之后,对质子交换膜高频阻抗的影响,完整地刻画了第三章中实验部分的理论基础。第三章中通过实验,确定了燃料电池在电流密度增大的过程中,高频阻抗变化趋势。由此先后测试了不同相对湿度环境下,高频阻抗和电流密度之间的关系,通过对水含量的计算考察了这一变化中质子拖拽现象的影响。且通过试验考察了质子交换膜的厚度对于高频阻抗和电流密度之间关系的影响。在经过第二章和第三章的理论和实验研究之后,第四章和第五章介绍了两种改善电解质膜的保水性能的改性质子交换膜,且对两种膜进行了一些列物理特性和单电池性能测试。第四章介绍了机械搅拌掺杂Pt/C的质子交换膜,通过SEM测试,含水率测试,环境开路高频阻抗测试确定了它的物理特性与纯Nafion质子交换膜相似。后通过单电池的测试,发现在不同的相对湿度环境下,改性膜的电池性能总要高于纯Nafion质子交换膜电池,且在环境相对湿度为65%时,性能改进最为突出。第五章介绍了通过机械掺杂四氨合硝酸铂的改性膜最终获得含有原位生长的Pt颗粒的改性膜。同样通过测试确定了其物理特性与纯Nafion质子交换膜相似。在电池性能测试中,此类改性膜在不同湿度环境下的性能也高出Nafion质子交换膜电池,但在测试相对湿度范围内没有找到性能改进最佳点。