Ionen-Austauschmembranen sind polymere Festkörper mit kovalent gebundenen ionischen Gruppen, die selektiv Gegenionen transportieren und Co-Ionen abstoßen. Kationenaustauschmembranen tragen saure Gruppen (z.B. –SO3H), Anionenaustauschmembranen basische Gruppen. Morphologie, Hydratation und funktionelle Dichte steuern Leitfähigkeit, Selektivität und chemische Stabilität. Anwendungen umfassen Brennstoffzellen, Elektrolyse, Elektrodialyse, Redox-Flow-Batterien und Wasseraufbereitung.