隶属于许多机构的一组研究人员开发了一类由过渡金属三硫族化合物磷纳米片组装而成的新型质子交换膜 (PEM)。在他们发表在《科学》杂志上的论文中，该小组描述了使用金属空位来提高 PEM 的导电性。北京纳米科学中心的王凤梅和何俊在同一期刊上发表了一篇透视文章，概述了质子交换膜研究的历史以及该团队在这项新工作中所做的工作。

PEM 是半透膜，最常使用离聚物制成。它们是作为传导质子的手段而生产的，同时充当电子绝缘体和反应物屏障。典型应用包括燃料电池、化学过滤器和传感器。它们的缺点之一是它们在高温和低湿度下会失去导电性。在这项新的努力中，研究人员开发了一类新的 PEM，在一定程度上克服了这些限制。

目前，大多数功能性 PEM 由聚合物或嵌入聚合物基质中的材料制成。目前的标准是 Nafion PEM。它使用磺化四氟乙烯基含氟聚合物共聚物制成。与其他 PEM 一样，它通过为传输质子而优化的通道发挥作用，并且与其他 PEM 一样，必须引入孔以进行水合作用。通过这项新工作，研究人员从 CdPS 3(一种分层无机材料)开始改进了这种设计。然后他们去除了少量的镉以产生空位，从而增加质子的导电性。新设计的测试表明它具有质子在 90°C 和 98% RH 环境中，电导率约为 0.95 S/cm。研究人员指出，该过程也适用于锰基膜——他们测试了这种辅助方法并发现它成功地传输了锂离子。

研究人员指出，他们的方法不仅允许创建比目前使用的更高效的 PEM，而且允许创建可在更高温度(高达 90 摄氏度)下使用的基于 PEM 的产品和低湿度应用(低至 53% RH)。