燃料电池以其高转化率和无污染等特点，成为内燃机动力领域最具竞争力的取代能源。质子交换膜是其核心部件之一，在阻隔燃料同时为质子的迁移和输送提供通道。在高温和/或低湿度环境下，质子交换膜因剧烈失水而使其质子传导性能急剧下降，这极大地限制了燃料电池的大规模应用。

武培怡教授和汤蓓蓓副教授制备了具有多种结构的无机纳米粒子,并将其用于质子交换膜的改性研究，开发了系列具有高质子传导率、低甲醇渗透率的杂化质子交换膜。改性后的质子交换膜的质子传导率较改性前可提高2－10倍、选择性最高可有1－2个数量级提升。相关系列研究成果在材料领域权威期刊J. Mater. Chem. A发表。