上海交通大学化学化工学院张永明教授和刘烽教授团队为了更好地了解PEM形貌控制机制，采用原位掠入射广角/小角X射线散射(GIWAXS/GISAXS)方法探索了短支链全氟磺酸质子交换膜从溶液到成膜过程中的动态结构演变。研究发现，PFSA聚合物链结晶和离子通道的形成发生在小长度尺度上，并伴随着较大尺寸的相分离，在SSC-PFSA PEM中诱导出相互连接的离子通道，构建了“流-储”离子通道形态，并将其集成到PFSA晶体相基质中。干燥材料耗竭导致具有纳米孔的磺酸壁收缩，以提高水渗透性和质子电导率。这种形态导致了高离子传输能力和优异的透湿性，加上SSC-PFSA的高玻璃化转变温度(Tg)，为高温低湿FCs应用提供了条件。在95%相对湿度(RH)和40%相对湿度下，质子电导率分别达到193 mS/cm和40 mS/cm，并呈现出优异的机械强度。高温低湿FCs器件在110℃和25% RH条件下的功率密度为0.279 W/cm² (0.9 A/cm²)，与Nafion聚合物PEM FC相比，功率密度提高了82.3%。

相关研究成果以“High-temperature low-humidity proton exchange membrane with “stream-reservoir” ionic channels for high-power-density fuel cells”为题发表在国际著名期刊SCIENCE ADVANCES上。