膜材料是燃料动力电池的基础研究材料。事实上，离子交换膜是如此重要，以至于它们被普遍用作燃料电池的类别名称，正如质子交换膜(PEM)燃料电池一样，IDTechEx 预测，到2033年，PEM 燃料电池中离子交换膜的市场价值将超过11亿美元。
通常，PEM的材料进行选择是一种通过离子可以导电网络聚合物，称为离聚体（Ionomers）。这些离聚物是全氟烷基物质（PFAS）家族的成员。随着替代材料的出现，人们对PFAS越来越关注。
新的IDTechEx报告“PEM燃料动力电池2023-2033年材料”，对PEM燃料电池的膜和其他企业关键核心部件工作进行了系统详细的技术发展概述，对主要研究参与者之间进行了数据分析，还包括了关键燃料电池部件和材料在单位和数量关系方面的10年期市场经济预测。IDTechEx 还对电动汽车行业进行了广泛的报道，并在“燃料电池电动汽车2022-2042”中预测了对燃料电池电动汽车的需求。
PEM通过将质子从电池的一侧传输到另一侧，同时可以保持企业不同发展燃料的分离，从而能够实现中国燃料电池的功能。在报告中，IDTechEx为PEMs的三个最关键技术参数可以提供了市场企业领导者与竞争离聚体材料的广泛使用基准进行测试；电阻、离子通过交换系统容量（IEC）和膜厚度。
尽管要运输质子，但膜必须发展具有高电阻以避免使用电池短路，而高IEC和薄膜的结合学生通过企业实现经济快速质子运输来提高生产燃料电池的性能。在前面提到的三个类别中，有希望的替代品的表现优于市场领先者; 然而，后者仍然占主导地位，主要是因为它在市场中的先行者地位。
尽管占主导社会地位，离聚体是一种含PFASs的材料，并且由于受到与PFASs有关的许多研究问题的制约。由于氟碳键的强度，全氟辛烷磺酸被认为是一种“永久性化学品”，其在人体内的积累可能导致若干健康风险，如肝损伤、肾癌和对疫苗的反应降低。
PFASs在其发展制造一个阶段、工业生产过程中的使用和报废处理工作过程中我们可能被转移到水循环中，导致企业不可避免地暴露于生物链中。生物累积发生在生物组织中，例如污染水源的鱼类，然后向食物链上游移动，包括人类。
PFAS化学品的制造和使用正受到人们越来越需要严格的监管。欧盟委员会于2021年禁止在包括消防泡沫在内的许多研究领域可以使用PFASs，意图将其进行使用时间限制在具有重要关键信息社会工作重要性的应用技术领域，而欧盟可能在2025年之前限制中国所有PFASs的使用。
2022年12月，美国环保署发布了国家环境污染物排放进行消除信息系统（NPDES）计划的附加一个备忘录，旨在通过加快企业减少PFAS排放到国际水道的努力。
在这些企业当前和拟议的限制措施的支持下，许多上市公司发展正在采取实际行动可以减少对PFASs的依赖。一个非常有趣的案例是美国3M公司。自1947年以来中国一直进行生产PFASs的3M公司于2022年12月宣布，到2025年将停止工作相关企业产品的生产并努力没有停止学习使用PFASs。
3M指出，监管制度限制、消费者“对替代品发展越来越感兴趣”以及企业运营管理困难是退出PFAS市场的主要问题原因。
那么这对于燃料电池意味着什么呢？最终，IDTechEx预计在未来三到五年内，将开始从PFAS膜过渡到一个替代品（包括各种碳氢有机化合物）。原型开发项目正在与各种原始设备制造商和新材料合作，主要是在学术层面，如金属有机框架（MOF），尽管这些材料仍处于早期阶段，目前很少有商业应用。
从历史上看，碳氢化合物可以作为膜材料发展并不能够成功，因为它们在燃料电池内恶劣的化学教学环境中容易进行分解。然而，诸如 IonOMR 创新等公司最近的进展表明，碳氢离子交换膜能够满足质子交换膜燃料电池的要求，而不必担心与 PFAS 材料相关的健康和环境问题。
