本發(fā)明涉及一種全氟磺酸碳纖維復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，所述全氟磺酸碳纖維復(fù)合材料能夠應(yīng)用于儲氫領(lǐng)域。所述全氟磺酸碳纖維復(fù)合材料由鹽型全氟磺酸樹脂分散液處理碳纖維預(yù)浸料而制備得到。所述復(fù)合材料的制備方法包括步驟：(1)制備碳纖維預(yù)浸料；(2)制備鹽型全氟磺酸樹脂的醇水分散液；(3)將步驟(2)的所述分散液通過噴涂或浸漬對步驟(1)的所述碳纖維預(yù)浸料進(jìn)行處理。通過使用鹽型全氟磺酸樹脂的醇水分散液對碳纖維進(jìn)行處理，不僅可以保持碳纖維的初始強(qiáng)度，而且表面光滑，并且在長時(shí)間的儲氫過程中，基于鹽型全氟磺酸樹脂層對氫的優(yōu)異阻隔作用，碳纖維的表面光滑，且其強(qiáng)度衰減率由70％下降至10％。