PEMFC中的水平衡

质子交换膜燃料电池（PEMFC）的一个显著特点是：电极反应产物是液态水，而不是水蒸气。
在质子交换膜中，必须保持聚合物电解质中充足的含水量以确保其传导率，因为Neon膜的电导率是与水含量呈线性关系。膜失水将引起电导率急剧下降;而与电解质固定在一起的电极却并不需要过多的水，那样会淹没电极，阻塞电极或气体扩散层的孔洞，因而在此类燃料电池中，湿度要适度，水管理就显得非常重要。
理想的情况是使电解质处于适宜的水化作用状态。空气从阴极吹入，提供必需的氧气，并脱去过多的水分。因为膜电解质很薄，水会从阴极扩散到阳极，在通过电解质的过程中很容易获得良好的水合作用。当然，这需要对其进行精心的工程设计，因为这一过程会有很多问题出现。
其中之一就是在电池工作过程中，从阳极移动到阴极携带了水分子，此被称为电渗拖带。每个质子拖带1——2.5个水分子。也就是说在较高的电流密度时，会有阳极一侧的电解质脱水，同时阴极则实现了良好的水化作用。
另一个主要的问题是高溢时空气的干燥效应。工作温度高于60℃时，空气使电极干燥的速度比H2/02反应产生水的速度快。解决的办法一般是将反应气体空气、氢气两种或其中一种在通入电池之前加湿。在进料中添加副产品，这看起来很奇怪，然而有时确实是必需的，对提高燃料电池的性能很有效。
第三个情况是，整个电池中必须保持电解质良好的水平衡。实际情况是，有的部位水平衡良好，有的则干燥，有的则是水过剩。空气通过燃料电池的过程就是一个很明显的例子。空气刚刚进入电池时相当干燥，经过一些电极后水分含址就变得很适当.而当气体到达出口时，将会变得饱和而不能再带走任何多余的水分了，这对大型电池堆的设计来说是很关键的问题。
如果反应气体在进人燃料电池之前进行外部加湿，水平衡过程是可以控制的。