Como la solución analítica puede proporcionar resultados mucho más precisos y confiables en poco tiempo, en el presente estudio se propone un enfoque analítico innovador basado en el método de perturbación. Las ecuaciones gobernantes, que consisten en ecuaciones de continuidad, momento, especies y energía, se resuelven analíticamente utilizando el método de perturbación regular. El parámetro de perturbación es una función de la velocidad de penetración (difusión). En primer lugar, las ecuaciones de momento y continuidad están acopladas y se resuelven analíticamente para encontrar la distribución de velocidad. En la célula de combustible de membrana de electrolito polimérico (PEMFC), la velocidad de penetración puede aumentarse aumentando la porosidad de la capa de difusión de gas (GDL) y la presión de operación de la PEMFC. La solución mostró que al aumentar el parámetro de perturbación de 0 a valores más altos, la difusión del reactante hacia el canal de gas al GDL también se mejora, lo que conduce a la mejora del rendimiento de la PEMFC. El perfil de velocidad axial tiende hacia la parte inferior del canal de flujo. Este hecho ayuda al reactante a transferirse rápidamente al área de reacción. Para el parámetro de perturbación 0.5, en la ecuación de especies, la distribución de especies en las áreas de reacción es más regular y uniforme. Para magnitudes más bajas del número de Peclet, el gradiente de especies se ve mejorado y, como resultado, se produce una pérdida de concentración en la región de salida del canal. Además, aumentar el parámetro de perturbación provoca un aumento en el gradiente de temperatura a lo largo del canal de flujo. Para parámetros de perturbación más altos, hay un mayor gradiente de temperatura desde el fondo hasta la parte superior de la pista en la dirección del flujo. El perfil de temperatura en la dirección y tiene un perfil no lineal en la región de entrada del canal, que se convierte en un perfil lineal en la región de salida. Para verificar los resultados analíticos extraídos, se desarrolla un modelo computacional de dinámica de fluidos tridimensional basado en el método de volumen finito. Todos los resultados analíticos logrados se comparan con los numéricos en la misma condición con perfecta concordancia.