质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有高的功率密度和能量转换效率，最有可能成为电动车辆的动力源。但目前PEMFC的外增湿和内增湿系统不仅较为复杂，而且使得整个电池体系的体积庞大，从而大大降低了电池体系的体积比功率和重量比功率，使其在电动车辆领域的应用受到了限制。为了省掉电池体系的增湿系统和降低其成本，我们优化了膜电极的制备工艺和操作条件，采用传统的涂布技术制备了性能较好的自增湿膜电极来代替原有的增湿系统，从提高Pt的利用率出发，探索了以质子交换膜为催化层支撑体的膜电极的制备方法及其工艺条件，分别采用直接涂膜技术和转印技术制备了自增湿膜电极，对膜电极的制备工艺条件进行了优化，并对这些自增湿膜电极的电性能进行了较系统的考察，得出以下的主要结果和结论： 通过在阳极催化层中加入亲水性物质，采用传统的涂布技术制备了自增湿膜电极，对膜电极的制备工艺条件进行了优化，并对这些自增湿膜电极的电性能进行了较系统的考察。研究结果表明，减少质子交换膜的厚度可以提高自增湿膜电极的电性能，但开路电压有所下降；提高氧气压力有利于改善电池的电性能，当氢气压力为0.02MPa、氧气压力为0.3MPa时膜电极电池的电性能最好；阳极催化层中Nafion的最合适含量应是催化剂质量的2倍；阳极催化层中加入甘油、聚丙烯酸钠等亲水性物质可有效地增加膜电极的自增湿效果，加入量在满足自增湿要求的前提下越少越好。在压膜时，在模板和碳纸之间加入聚酯膜，可以改善碳纸背面易被破坏的情况，并可减少成型时间。当成型温度为130℃，成型压力为8MPa时，所装配的PEMFC单电池电性能最好。 采用直接涂膜技术制备了以质子交换膜为催化层支撑体的自增湿膜电极，并对膜电极的微观结构和电性能进行了较系统的考察。研究结果表明，将催化剂浆料直接涂布到膜上时，Nation膜会受溶剂影响而变形，但随着膜厚度的增加，变形减小；催化层中Nation的最佳含量为25wt.％；采用Pt质量分数为40％的催化剂可以制得的性能较好的MEA；当成型温度为120℃、压力为5MPa时，直接涂膜技术制备的膜电极的电性能最佳。 为了解决Nation膜受溶剂影响而变形的问题，我们还采用转印法制备了自增湿膜电极，比较了由不同方法制备的膜电极的电性能。研究结果表明，与由涂布法和直接涂布法制备的膜电极相比，由转印法制备的自增湿膜电极的电性能最好。当电池的电压为O.4v时，其功率密度最大，达到0.25W/cm<2>。