乙醇的體積能量密度（6.7kWh/L）是氫氣（1.3kWh/L）的五倍，可以用作燃料電池更安全的發電燃料。特別是在巴西，該國以可再生方式從甘蔗中生產低成本乙醇，因此對研發乙醇燃料電池有極大的興趣。理論上講，乙醇燃料電池的效率可以達到96％，但實際上，由于各種原因的限制，即使在最大功率密度下，它的效率也僅能達到30％。因此，其中還有很大的提升空間。

據外媒報道，巴西核能研究所（IPEN）、德國亥姆霍茲柏林材料與能源研究中心（HZB）和加拿大國家農業研究所（INRA）的研究人員，開發了一種可用于直接乙醇燃料電池的新型復合膜。

含納米粒子的全氟磺酸膜（Nafion）

由巴西IPEN研究所的BrunoMatos博士領導的研究小組正在研究可應用于直接乙醇燃料電池的新型復合膜。一種有潛力的解決方案是合成新的高分子復合電解質材料，以替代目前最先進的聚合物電解質，如全氟磺酸膜（Nafion）。Matos和他的團隊使用熔融擠出工藝生產出了添加鈦酸鹽納米顆粒的全氟磺酸（Nafion）復合膜，其中納米顆粒已被磺酸基團官能化。

Matos及其團隊利用熔融擠壓工藝，制備Nafion和磺酸基功能化鈦酸納米管復合膜，用于直接乙醇燃料電池的測試。在HZB中心BESSYII同步輻射源的幫助下，他們能夠詳細觀察Nafion基質中的納米顆粒是如何分布的，以及它們如何幫助提高質子導電性。

使用BESSYII進行紅外表征

Matos的團隊在BESSYII上運行紅外引發同步加速器（IRIS,InfrarotinitiativeSynchrotronstrahlung）產生紅外光束，對四種成分不同的全氟磺酸（Nafion）復合膜進行了徹底的分析。小角度X射線散射（small-angleX-rayscattering）測量結果證實，鈦顆粒與全氟磺酸膜（Nafion）的離聚物基體具有協同作用。

提高質子傳導率

他們使用紅外光譜觀察到，在官能化的納米顆粒與磺酸基團之間形成了化學橋。此外，通過跟蹤質子沿著離子簇的運動軌跡，他們發現即使在高濃度的納米顆粒下，復合膜中質子傳導率均有所提升。他們使用紅外光譜觀察到，在官能化的納米顆粒與磺酸基團之間形成了化學橋。此外，通過跟蹤質子沿著離子簇的運動軌跡，他們發現即使在高濃度的納米顆粒下，復合膜中質子傳導率均有所提升。

熔融擠出工藝的優勢。

Matos指出：“這種復合膜可以通過熔融擠出加工成型，從而利于其工業化大規模生產。”環球科學