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聚苯并咪唑（PBI）是质子的跳跃机制的典型代表。PBI能作为高温膜，与其结构与制备工艺有重要关系。
一般来说，PBI是通过缩聚反应获得的，其单体为芳香族邻二胺基化合物和羧基化合物。
芳香族邻二胺基化合物可以为具有两个邻二胺基苯基的四胺，甚至为其盐酸盐；羧基化合物可以为二酸，甚至为二酯、二腈、二醛、二酰胺。
PBI的制备可以通过熔融法和溶液法。熔融法的特点是高温缩聚除水；溶液法的特点是利用溶剂或吸水剂缩聚除水。因此，PBI一般是选用四胺和二酸通过熔融缩聚或溶液缩聚基而得。
聚苯并咪唑为高温质子交换膜燃料电池中不可替代的电解质膜材料，在高温无水条件下表现出优异的质子传导性能。其自身的特点为：①具有芳香性刚性骨架，因此具有良好的热稳定性、力学性能和化学稳定性以及膜不易过渡溶胀。②本身具有弱碱性，因此其作为膜容易掺杂酸性质子导体。③具有咪唑环和亲水基，且存在氢键受体和供体，因此其作为膜具有一定的质子浓度和质子通道构筑的潜质。
二：聚苯并咪唑（PBI）膜用作高温质子交换膜燃料电池的“芯”组件材料
燃料电池根据电解质差异，主要划分为碱性燃料电池（AFC）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）、磷酸型燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）技术路线。
质子交换膜燃料电池（PEMFC）的技术成熟度最高，且适用性最广泛。其根据工作温度不同，细分为低温质子交换膜燃料电池（LT-PEMFC）和高温质子交换膜燃料电池（HT-PEMFC）。
众所熟知的丰田氢燃料电池汽车最新一代MIRAI，其燃料电池的核心组件质子交换膜采用的是美国戈尔公司第二代Gore-Select膨化聚四氟乙烯增强型全氟磺酸树脂膜，属于低温质子交换膜燃料电池体系。
目前大部分采用的全氟磺酸膜仅适用于在低温下（<100℃）使用，主要是由于质子交换膜的导电率非常依赖于膜内的含水量，因此对使用环境温度要求较高（最佳工作温度为80摄氏度），温度过高会导致膜内水含量下降，质子的电导率迅速下降，性能会严重衰减。而高温质子交换膜燃料电池相较于低温质子交换膜燃料电池具有优异的杂质耐受性及电池性能，提升如CO等的抗毒化能力，且简化系统的水热管理。对于高温质子膜交换燃料电池（HT-PEMFC）来说，聚苯并咪唑（PBI）膜具有独特适用性，是该体系的首选。
表格整理：上海劲孚化工
聚苯并咪唑膜之所以适用于高温质子交换膜燃料电池体系，主要是其主链为高温下稳定性较好的芳香族化合物。且聚合物基体中可以掺入高质子传导率的酸性基团作为质子供体（如，磷酸），使在高温环境下保持优异的质子传导能力。
相较于常见Nafion膜120℃-140℃玻璃化转变温度，目前已成功商业化PBI膜，其玻璃化转变温度可达427℃，即意味着其出色的热稳定性，逐步拓展应用至燃料电池与液流电池中。
德国巴斯夫（BASF）早在2003年实现PBI膜商业化，其生产的Celtec® PBI薄膜主要面向的就是高温质子交换膜燃料电池，且实现基于PBI膜Celtec®-P膜电极商业化生产。2019年，我们中国国内有公布其成功实现对类似聚苯并咪唑质子交换膜的研发（具体讯息及技术信息可咨询联系我们'上海劲孚化工'），与现有的质子交换膜相比， 其研发PBI膜分子量实现较大的提升，其机械强度、质子导电率、运行寿命也具有较强优势。有望开启高温质子交换膜燃料电池用PBI膜的国产化进程，将逐步实现氢燃料电池用高温膜电极技术产品在亚太地区的推广应用。
目前，高温质子交换膜燃料电池体系对高纯度氢气制备以及储存依赖程度低，通常低温质子交换膜燃料电池体系使用的氢气需要达到99.9%以上，且杂质如CO等耐受性非常低，而高温质子交换膜燃料电池体系对氢气纯度要求仅为60%以上，且可以直接使用甲醇水蒸气重整制得的粗氢气体，极大程度简化燃料电池系统，提高燃料电池运行无故障率。
高温质子交换膜燃料电池在重型运输行业潜力较大，可以极大程度减轻重型运输工具的重量。有相当一部分人对高温质子交换膜燃料电池的前景十分看好，并相信将其在备用电源、辅助动力装置以及重型交通方面有很大优势与潜力。据有关报道，上海已经在2023年燃料电池产业规划中把“开发耐高温质子交换膜技术”列在了核心技术自主化的第一位，我们也相信在随着研究与应用的不断发展下，高温质子膜燃料电池将在未来占据一席之地。
从当前能源行业来看，在交通上发展电动汽车已经成为大势所趋。随着电动汽车广泛普及，在公共汽车、家用轿车领域，电动汽车占比越来越高。而现在，研究人员则把目光转向了重型汽车，如果重型汽车不用汽油和天然气，而用电池驱动，将意味着能够更大限度地减少碳排放。因此聚苯并咪唑质子交换膜燃料电池因具有工作温度低、启动快、比功率高、结构简单、操作方便等优点，被公认为电动汽车、固定发电站等的首选能源。
可用作便携式电源、小型移动电源、车载电源等，适用于军事、通信、计算机等领域，以满足应急供电和高可靠性、高稳定性供电的需要。实际应用是手机电池、笔记本电脑等便携式电子设备、军用背负式通信电源、卫星通信车载电源等。
聚苯并咪唑膜可用于气体分离，污水处理，金属分离，海水反渗透膜 ，气体含量测量传感器，半导体绝缘层 ，离子交换薄膜，非线性光学材料等。
PBI 是高分子主链中含苯并咪唑重复单元的耐高温、芳杂环聚合物。通常用来制造要求极严的元器件以降低维护维修费用，并且使用寿命最长。如航空航天工业、半导体生产线高温接触件、电气接触器、风能与太阳能、汽车解决方案、半导体与电子编程座、晶圆芯片测试座、数据烧录座、SOKCET老化座、高端装备等静电敏感器件制程保护制品。尤其生产集成电路芯片需要的高度专业化设备中关键零部件、IC半导体老化座和IC测试座、晶圆框架盒、液晶制造装置部件等。
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