نافیون (Nafion ) بیشترین استفاده را به عنوان غشا در پیل های سوختی PEM دارد . این ماده توسط شرکت آمریکایی دوپونت ( ( DuPont عرضه می شود. نافیون یک کوپلیمر شانه ای است که از واکنش کوپلیمراسیون بین وینیل اتر پرفلوئورینه و تترافلوئورواتیلن بدست می آید.

شکل 6 مراحل واکنش تشکیل نافیون را نشان می دهد.

شکل7 ساختار شیمیایی نافیون را نشان می دهد.

زنجیر اصلی نافیون را تترافلوئورواتیلن ، گروه انتهایی را سولفونیک اسید و دندانه ها را وینیل اتر تشکیل می دهد. هدایت پروتون نافیون به گروهای سولفونیک اسید موجود در زنجیر بستگی دارد. هر چه میزان این گروه ها بیشتر باشد هدایت نیز بیشتر خواهد بود.

2- Hydrocarbon Proton Conducting Polymer Membranes

محققان بسیاری در تلاشند پلیمرهای هیدروکربنی جهت جایگزیی با غشاهای فلوئوروپلیمری پیدا کنند. دلایل این کار قیمت بالای فلوئوروپلیمرها مانند نافیون ، آلودگی های زیست محیطی هنگام سنتز و نیاز به بهبود هدایت پروتون و پایداری مکانیکی می باشد. چندین پلیمر هیدروکربن سولفونه وجود دارند که در پیل های سوختی در دمای بین 60 تا 80 درجه سانتی گراد عملکرد خوبی دارند اما در مورد پایداری دراز مدت در مقابل اکسیداسیون آن ها ( مثل امکان از هم پاشیدگی بوسیله رادیکال های پراکسید و هیدراکسید تولید شده هنگام عمل پیل سوختی ) نگرانی هایی وجود دارد. این پلیمرهای هیدروکربنه ی سولفونه شامل کوپلیمرهای توده ای استایرن سولفونه، پلی کتون های سولفونه، پلی سولفن های سولفنه و پلی آمیدهای سولفنه می باشد که در زیر به بررسی مختصر آن ها می پردازیم.

1. کوپلیمرهای توده ای استایرن سولفونه(Sulfonated Styrene Block Copolymers)

پلی استایرن سولفنه و کراس لینک نمونه ای از غشاهای پلیمری هیدروکربنه است که در پیل سوختی تخریب اکسایشی می یابد. اخیرا روش جدیدی برای استفاده از کوپلیمرهای سولفونه ی استایرن توسط شرکت Dias Analytic ارائه شده است. این شرکت دو نوع غشاهای بر پایه استایرن را معرفی کرد. اولین غشا، از پلیمر سه هسته ای استایرن-اتیلن-بوتیلن-استایرن با نام تجاری Kraton با روش "postsulfonation" واحد های استرنیک تولید شد. (شکل a 8) غشای دیگر بر پایه پلیمریزاسیون داخلی اتیلن-استایرن بود. (شکل b 8)