以下从材料、传导机制、工作条件、应用场景及优缺点五个维度对PEM（质子交换膜）与AEM（阴离子交换膜）的区别展开对比：

AEM阴离子交换膜

PEM质子交换膜

1. 材料与化学结构

• PEM（如Nafion膜）：
  基于全氟磺酸树脂，主链为碳氟结构（高度疏水），侧链含磺酸基团（亲水）。磺酸基团在湿润环境下解离释放H⁺，形成质子传导通道。
• AEM：
  通常采用聚芳醚酮、聚砜或季铵盐改性聚合物，主链含碱性官能团（如季铵基、咪唑基），通过阴离子交换传导OH⁻或其他阴离子。

2. 传导离子与机制

• PEM：传导质子（H⁺），依赖水合作用形成连续水相通道，需高湿度维持性能。
• AEM：传导氢氧根离子（OH⁻），工作于碱性环境，阴离子通过膜内固定阳离子基团的交换作用传输。

3. 工作条件与耐受性

4. 应用场景

• PEM：
  • 燃料电池：质子交换膜燃料电池（PEMFC），如氢燃料电池汽车。
  • 电解水制氢：PEM电解槽（高效、高纯度产氢）。
  • 优势场景：快速启停、高功率密度需求领域。
• AEM：
  • 碱性燃料电池（AFC）：航天、潜艇等特殊场景（需纯氧环境）。
  • 电解水制氢：阴离子交换膜电解槽（低成本潜力）。
  • 新兴领域：CO₂电化学还原、液流电池隔膜等。

5. 优缺点对比

补充：技术发展现状

• PEM：商业化成熟，但降本（减少铂用量）和提升寿命（抗自由基氧化）是核心挑战。
• AEM：处于研发阶段，突破方向包括开发高稳定性碱性基团（如螺环铵、金属有机框架改性膜）和优化膜电极界面设计。

通过上述对比可见，PEM与AEM在材料化学、应用场景及技术瓶颈上差异显著，选择需根据具体需求（如成本、效率、环境耐受性）权衡。