غشاء تبادل البروتون (PEM) هو أحد المكونات الأساسية لقطب غشاء خلية وقود الهيدروجين (MEA). يقع بين الأنود والكاثود، ويعمل كموصل للبروتون، وطبقة عازلة للغاز، وعازل للإلكترونات.
تؤثر أغشية تبادل البروتون التي يمكن استخدامها في خلايا وقود الهيدروجين وتحليل الماء بالكهرباء لإنتاج الهيدروجين على عمر خلايا وقود الهيدروجين وكفاءة التحليل الكهربائي لتحليل الماء بالكهرباء لإنتاج الهيدروجين.