Методом жидкофазного синтеза с применением многофакторного дисперсионного анализа ANOVA получены в органическом растворителе (диметилсульфоксиде) новые гибридные катионообменные мембраны на основе поливинилового спирта (ПВС), модифицированного фурфуролом (ФУР), аминосульфоновой кислотой (АСК) и тетраэтоксисиланом (ТЭОС) с соотношением модификаторов согласно плану эксперимента, латинский квадрат 3х3. С помощью комплекса методов исследования изучен состав, микроструктура поверхности и надмолекурная структура полученных мембранных материалов, а также их физико-химические свойства в сравнении с ранее полученными нами гибридными и негибридными ПВС мембранами и с эталонной коммерческой мембраной Nafion. Определены наиболее значимые, влияющие факторы (критерии Фишера), с уровнем достоверности 90 % и выше, для параметров удельной ионной проводимости и степени набухания катионообменных гибридных мембран. Ионная проводимость полученных мембран варьировалась в пределах 1.2∙10-3-1∙10-2 См/см при температурных максимумах 95-120 °С, а их степень набухания, измеренная после 10 суток выдержки в дистиллированной воде, изменялась в пределах 54-117 %. Представлены результаты испытания катионообменной гибридной мембраны в водородно-воздушном твердополимерном топливном элементе.