journal article·2026-02-13

Ionomers: Behind-the-Scenes Influencer Determining the Performance of Membrane Electrode Assemblies in PEM Fuel Cells/Electrolyzers

Rongfu Hong, Lixin Xing, Ning Wang, Ling Meng, Lei Du, Siyu Ye

ACS Energy Letters· Volume 11· Issue 2
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Abstract

Membrane electrode assemblies (MEAs) are the core components that determine the performance and durability of proton exchange membrane fuel cells/water electrolyzers (PEMFCs/PEMWEs). For a long time, the community has been particularly focused on catalyst development but has overlooked the critical role of ionomers, which are indispensable in the catalyst layers (CLs) within MEAs. In this Perspective, the effects of ionomers are particularly highlighted for raising local mass transport resistance and leading to complicated nanomicro structures. Therefore, the trade-off among proton conductivity, oxygen permeability, and water management is crucial in determining cell efficiency. It is believed that the conventional pursuit of a universal ionomer is obsolete. Instead, the optimal ionomer must be designed synergistically with the electrode architecture to engineer optimal triple-phase boundaries and minimize transport resistances. Future breakthroughs will hinge on system integration, advanced characterization techniques, and computational models that resolve structure–transport–performance relationships at the nano- and microscale.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Fuel Cells and Related Materials · Electrocatalysts for Energy Conversion · Hybrid Renewable Energy Systems

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Huangpu Hydrogen Energy Innovation Centre, School of Chemistry and Chemical Engineering, Guangzhou University, Waihuan Xi Road 230, Guangzhou 510006, P. R. China

SinoHykey Technology Company Ltd., 8 Hongyuan Road, Huangpu District, Guangzhou 510760, P. R. China

Funding

Bureau of Education of Guangzhou Municipality · Guangzhou Municipal Science and Technology Bureau · Guangdong Engineering Technology Research Center for Hydrogen Energy and Fuel Cells · Huangpu District Science and Technology Bureau

References (100+)

Show source-provided references
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