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聚苯并咪唑（PBI）是質(zhì)子的跳躍機(jī)制的典型代表。PBI能作為高溫膜，與其結(jié)構(gòu)與制備工藝有重要關(guān)系。
一般來說，PBI是通過縮聚反應(yīng)獲得的，其單體為芳香族鄰二胺基化合物和羧基化合物。
芳香族鄰二胺基化合物可以為具有兩個(gè)鄰二胺基苯基的四胺，甚至為其鹽酸鹽；羧基化合物可以為二酸，甚至為二酯、二腈、二醛、二酰胺。
PBI的制備可以通過熔融法和溶液法。熔融法的特點(diǎn)是高溫縮聚除水；溶液法的特點(diǎn)是利用溶劑或吸水劑縮聚除水。因此，PBI一般是選用四胺和二酸通過熔融縮聚或溶液縮聚基而得。
聚苯并咪唑· 薄膜的特點(diǎn) 聚苯并咪唑為高溫質(zhì)子交換膜燃料電池中不可替代的電解質(zhì)膜材料，在高溫無水條件下表現(xiàn)出優(yōu)異的質(zhì)子傳導(dǎo)性能。其自身的特點(diǎn)為：①具有芳香性剛性骨架，因此具有良好的熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性以及膜不易過渡溶脹。②本身具有弱堿性，因此其作為膜容易摻雜酸性質(zhì)子導(dǎo)體。③具有咪唑環(huán)和親水基，且存在氫鍵受體和供體，因此其作為膜具有一定的質(zhì)子濃度和質(zhì)子通道構(gòu)筑的潛質(zhì)。
燃料電池根據(jù)電解質(zhì)差異，主要劃分為堿性燃料電池（AFC）、質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）、磷酸型燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）技術(shù)路線。
質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）的技術(shù)成熟度最高，且適用性最廣泛。其根據(jù)工作溫度不同，細(xì)分為低溫質(zhì)子交換膜燃料電池（LT-PEMFC）和高溫質(zhì)子交換膜燃料電池（HT-PEMFC）。
眾所熟知的豐田氫燃料電池汽車最新一代MIRAI，其燃料電池的核心組件質(zhì)子交換膜采用的是美國戈爾公司第二代Gore-Select膨化聚四氟乙烯增強(qiáng)型全氟磺酸樹脂膜，屬于低溫質(zhì)子交換膜燃料電池體系。
目前大部分采用的全氟磺酸膜僅適用于在低溫下（<100℃）使用，主要是由于質(zhì)子交換膜的導(dǎo)電率非常依賴于膜內(nèi)的含水量，因此對使用環(huán)境溫度要求較高（最佳工作溫度為80攝氏度），溫度過高會(huì)導(dǎo)致膜內(nèi)水含量下降，質(zhì)子的電導(dǎo)率迅速下降，性能會(huì)嚴(yán)重衰減。而高溫質(zhì)子交換膜燃料電池相較于低溫質(zhì)子交換膜燃料電池具有優(yōu)異的雜質(zhì)耐受性及電池性能，提升如CO等的抗毒化能力，且簡化系統(tǒng)的水熱管理。對于高溫質(zhì)子膜交換燃料電池（HT-PEMFC）來說，聚苯并咪唑（PBI）膜具有獨(dú)特適用性，是該體系的首選。
表格整理：上海勁孚化工
聚苯并咪唑 · 薄膜的應(yīng)用 ●電池驅(qū)動(dòng)● 從當(dāng)前能源行業(yè)來看，在交通上發(fā)展電動(dòng)汽車已經(jīng)成為大勢所趨。隨著電動(dòng)汽車廣泛普及，在公共汽車、家用轎車領(lǐng)域，電動(dòng)汽車占比越來越高。而現(xiàn)在，研究人員則把目光轉(zhuǎn)向了重型汽車，如果重型汽車不用汽油和天然氣，而用電池驅(qū)動(dòng)，將意味著能夠更大限度地減少碳排放。因此聚苯并咪唑質(zhì)子交換膜燃料電池因具有工作溫度低、啟動(dòng)快、比功率高、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，被公認(rèn)為電動(dòng)汽車、固定發(fā)電站等的首選能源。 ●便攜式電源● 可用作便攜式電源、小型移動(dòng)電源、車載電源等，適用于軍事、通信、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域，以滿足應(yīng)急供電和高可靠性、高穩(wěn)定性供電的需要。實(shí)際應(yīng)用是手機(jī)電池、筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備、軍用背負(fù)式通信電源、衛(wèi)星通信車載電源等。 ●其他方面應(yīng)用● 聚苯并咪唑膜可用于氣體分離，污水處理，金屬分離，海水反滲透膜 ，氣體含量測量傳感器，半導(dǎo)體絕緣層 ，離子交換薄膜，非線性光學(xué)材料等。 聚苯并咪唑 · 用作超導(dǎo)材料 PBI 是高分子主鏈中含苯并咪唑重復(fù)單元的耐高溫、芳雜環(huán)聚合物。通常用來制造要求極嚴(yán)的元器件以降低維護(hù)維修費(fèi)用，并且使用壽命最長。如航空航天工業(yè)、半導(dǎo)體生產(chǎn)線高溫接觸件、電氣接觸器、風(fēng)能與太陽能、汽車解決方案、半導(dǎo)體與電子編程座、晶圓芯片測試座、數(shù)據(jù)燒錄座、SOKCET老化座、高端裝備等靜電敏感器件制程保護(hù)制品。尤其生產(chǎn)集成電路芯片需要的高度專業(yè)化設(shè)備中關(guān)鍵零部件、IC半導(dǎo)體老化座和IC測試座、晶圓框架盒、液晶制造裝置部件等。
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