水传输在质子交换膜电池中表现与水管理的必要性

当质子交换膜被水饱和时，离子电导率高，欧姆电阻低，因而电池效率高。电池中的水分由水平衡及水传输决定。
水传输包括H’离子从阳极向阴极拖带、阴极向阳极反向扩散以及燃料气体中水分通过阳极的扩散。水传输与电池电流、膜和电极的特性有直接关系。膜中的质子是水合质子H(H20);拖带水随电流密度增加而增多。
水管理对电池性能有重要影响。在高电流密度时，与水的生成和分布有关的传质作用制约电池的输出。没有有效的水管理，电池内水的生成与蒸发失去平衡，可能发生水蒸气稀释反应气体、淹没电极，或膜脱水。膜脱水对膜与电极之间的附着有不利影响。由于没有液态电解质连接，电极和膜之间的紧密接触十分重要，如果失水量大于水的产生量.必须对阳极燃料气体加湿。但如果湿度太大，将淹没电极，给气体向电极的扩散造成困难。
小电流、高气体流速、低湿度、高温、低压，将导致水缺乏;大电流、低气体流速、高湿度、低温、高压，将导致水过剩。控制电池内水分的方法包括，调节反应气体湿度，膜外接毛芯，利用毛细作用排出或供应水。