质子交换膜的重要特征就是只允许氢离子通过,不容许氢气及电子通过。其实这个原理简单的来说，就是水和质子同质子交换膜里面的磺酸基结合，然后从一个磺酸基到另一个磺酸基，这样就达到了另一边。质子交换膜其实是只能传导质子的，质子能够穿过质子交换膜，然后就可以到达阴极电子只能通过外电路才可以到达阴极，当电子通过外电路到达了阴极的时候，就能够产生直流电。不过在化学方式里面，这个过程其实并没有出现任何的能量损失。所谓的离子交换就是阻碍了某种离子的通过，而另外一种则是可以通过的。