www.shjinfu.com.cn（上海勁孚化工科(kē)技 021-57629631）--亞太地(dì)區(氟)化工原料與特種新材料專業供應商(shāng)。
公司緻力于氟樹脂工業與其他特種新材料産業的(de)前沿技術與銷售，目前主要經營氟塑料（PTFE/FEP/PFA/ETFE/PVDF等）、色母、氟塗料、PEEK、芳綸、碳纖維、玻璃纖維、功能性化學(xué)品及其他特種新材料。
一(yī)：PBI原料、PBI高(gāo)溫膜的(de)特點及制備
聚苯并咪唑（PBI）是質子(zǐ)的(de)跳躍機(jī)制的(de)典型代表。PBI能作為(wèi)高(gāo)溫膜，與其結構與制備工藝有(yǒu)重要關系。
一(yī)般來說，PBI是通過縮聚反應獲得的(de)，其單體為(wèi)芳香族鄰二胺基化合物和(hé)羧基化合物。
芳香族鄰二胺基化合物可(kě)以為(wèi)具有(yǒu)兩個鄰二胺基苯基的(de)四胺，甚至為(wèi)其鹽酸鹽；羧基化合物可(kě)以為(wèi)二酸，甚至為(wèi)二酯、二腈、二醛、二酰胺。
PBI的(de)制備可(kě)以通過熔融法和(hé)溶液法。熔融法的(de)特點是高(gāo)溫縮聚除水；溶液法的(de)特點是利用溶劑或吸水劑縮聚除水。因此，PBI一(yī)般是選用四胺和(hé)二酸通過熔融縮聚或溶液縮聚基而得。
聚苯并咪唑為(wèi)高(gāo)溫質子(zǐ)交換膜燃料電池中不可(kě)替代的(de)電解質膜材料，在高(gāo)溫無水條件下表現出優異的(de)質子(zǐ)傳導性能。其自(zì)身的(de)特點為(wèi)：①具有(yǒu)芳香性剛性骨架，因此具有(yǒu)良好的(de)熱穩定性、力學(xué)性能和(hé)化學(xué)穩定性以及膜不易過渡溶脹。②本身具有(yǒu)弱堿性，因此其作為(wèi)膜容易摻雜酸性質子(zǐ)導體。③具有(yǒu)咪唑環和(hé)親水基，且存在氫鍵受體和(hé)供體，因此其作為(wèi)膜具有(yǒu)一(yī)定的(de)質子(zǐ)濃度和(hé)質子(zǐ)通道(dào)構築的(de)潛質。
二：聚苯并咪唑（PBI）膜用作高(gāo)溫質子(zǐ)交換膜燃料電池的(de)“芯”組件材料
燃料電池根據電解質差異，主要劃分為(wèi)堿性燃料電池（AFC）、質子(zǐ)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）技術路線。
質子(zǐ)交換膜燃料電池（PEMFC）的(de)技術成熟度最高(gāo)，且适用性最廣泛。其根據工作溫度不同，細分為(wèi)低(dī)溫質子(zǐ)交換膜燃料電池（LT-PEMFC）和(hé)高(gāo)溫質子(zǐ)交換膜燃料電池（HT-PEMFC）。
衆所熟知的(de)豐田氫燃料電池汽車最新一(yī)代MIRAI，其燃料電池的(de)核心組件質子(zǐ)交換膜采用的(de)是美國(guó)戈爾公司第二代Gore-Select膨化聚四氟乙烯增強型全氟磺酸樹脂膜，屬于低(dī)溫質子(zǐ)交換膜燃料電池體系。
目前大部分采用的(de)全氟磺酸膜僅适用于在低(dī)溫下（<100℃）使用，主要是由于質子(zǐ)交換膜的(de)導電率非常依賴于膜內(nèi)的(de)含水量，因此對使用環境溫度要求較高(gāo)（最佳工作溫度為(wèi)80攝氏度），溫度過高(gāo)會導緻膜內(nèi)水含量下降，質子(zǐ)的(de)電導率迅速下降，性能會嚴重衰減。而高(gāo)溫質子(zǐ)交換膜燃料電池相較于低(dī)溫質子(zǐ)交換膜燃料電池具有(yǒu)優異的(de)雜質耐受性及電池性能，提升如(rú)CO等的(de)抗毒化能力，且簡化系統的(de)水熱管理(lǐ)。對于高(gāo)溫質子(zǐ)膜交換燃料電池（HT-PEMFC）來說，聚苯并咪唑（PBI）膜具有(yǒu)獨特适用性，是該體系的(de)首選。
表格整理(lǐ)：上海勁孚化工
聚苯并咪唑膜之所以适用于高(gāo)溫質子(zǐ)交換膜燃料電池體系，主要是其主鏈為(wèi)高(gāo)溫下穩定性較好的(de)芳香族化合物。且聚合物基體中可(kě)以摻入高(gāo)質子(zǐ)傳導率的(de)酸性基團作為(wèi)質子(zǐ)供體（如(rú)，磷酸），使在高(gāo)溫環境下保持優異的(de)質子(zǐ)傳導能力。
相較于常見Nafion膜120℃-140℃玻璃化轉變溫度，目前已成功商(shāng)業化PBI膜，其玻璃化轉變溫度可(kě)達427℃，即意味着其出色的(de)熱穩定性，逐步拓展應用至燃料電池與液流電池中。
德國(guó)巴斯夫（BASF）早在2003年(nián)實現PBI膜商(shāng)業化，其生産的(de)Celtec® PBI薄膜主要面向的(de)就是高(gāo)溫質子(zǐ)交換膜燃料電池，且實現基于PBI膜Celtec®-P膜電極商(shāng)業化生産。2019年(nián)，我們中國(guó)國(guó)內(nèi)有(yǒu)公布其成功實現對類似聚苯并咪唑質子(zǐ)交換膜的(de)研發（具體訊息及技術信息可(kě)咨詢聯系我們'上海勁孚化工'），與現有(yǒu)的(de)質子(zǐ)交換膜相比， 其研發PBI膜分子(zǐ)量實現較大的(de)提升，其機(jī)械強度、質子(zǐ)導電率、運行(xíng)壽命也具有(yǒu)較強優勢。有(yǒu)望開啓高(gāo)溫質子(zǐ)交換膜燃料電池用PBI膜的(de)國(guó)産化進程，将逐步實現氫燃料電池用高(gāo)溫膜電極技術産品在亞太地(dì)區的(de)推廣應用。
目前，高(gāo)溫質子(zǐ)交換膜燃料電池體系對高(gāo)純度氫氣制備以及儲存依賴程度低(dī)，通常低(dī)溫質子(zǐ)交換膜燃料電池體系使用的(de)氫氣需要達到99.9%以上，且雜質如(rú)CO等耐受性非常低(dī)，而高(gāo)溫質子(zǐ)交換膜燃料電池體系對氫氣純度要求僅為(wèi)60%以上，且可(kě)以直接使用甲醇水蒸氣重整制得的(de)粗氫氣體，極大程度簡化燃料電池系統，提高(gāo)燃料電池運行(xíng)無故障率。
高(gāo)溫質子(zǐ)交換膜燃料電池在重型運輸行(xíng)業潛力較大，可(kě)以極大程度減輕重型運輸工具的(de)重量。有(yǒu)相當一(yī)部分人對高(gāo)溫質子(zǐ)交換膜燃料電池的(de)前景十分看好，并相信将其在備用電源、輔助動力裝置以及重型交通方面有(yǒu)很大優勢與潛力。據有(yǒu)關報道(dào)，上海已經在2023年(nián)燃料電池産業規劃中把“開發耐高(gāo)溫質子(zǐ)交換膜技術”列在了核心技術自(zì)主化的(de)第一(yī)位，我們也相信在随着研究與應用的(de)不斷發展下，高(gāo)溫質子(zǐ)膜燃料電池将在未來占據一(yī)席之地(dì)。
從當前能源行(xíng)業來看，在交通上發展電動汽車已經成為(wèi)大勢所趨。随着電動汽車廣泛普及，在公共汽車、家用轎車領域，電動汽車占比越來越高(gāo)。而現在，研究人員則把目光轉向了重型汽車，如(rú)果重型汽車不用汽油和(hé)天然氣，而用電池驅動，将意味着能夠更大限度地(dì)減少碳排放。因此聚苯并咪唑質子(zǐ)交換膜燃料電池因具有(yǒu)工作溫度低(dī)、啓動快、比功率高(gāo)、結構簡單、操作方便等優點，被公認為(wèi)電動汽車、固定發電站等的(de)首選能源。
可(kě)用作便攜式電源、小型移動電源、車載電源等，适用于軍事、通信、計算機(jī)等領域，以滿足應急供電和(hé)高(gāo)可(kě)靠性、高(gāo)穩定性供電的(de)需要。實際應用是手機(jī)電池、筆(bǐ)記本電腦等便攜式電子(zǐ)設備、軍用背負式通信電源、衛星通信車載電源等。
聚苯并咪唑膜可(kě)用于氣體分離(lí)，污水處理(lǐ)，金屬分離(lí)，海水反滲透膜 ，氣體含量測量傳感器，半導體絕緣層 ，離(lí)子(zǐ)交換薄膜，非線性光學(xué)材料等。
PBI 是高(gāo)分子(zǐ)主鏈中含苯并咪唑重複單元的(de)耐高(gāo)溫、芳雜環聚合物。通常用來制造要求極嚴的(de)元器件以降低(dī)維護維修費用，并且使用壽命最長(cháng)。如(rú)航空航天工業、半導體生産線高(gāo)溫接觸件、電氣接觸器、風能與太陽能、汽車解決方案、半導體與電子(zǐ)編程座、晶圓芯片測試座、數據燒錄座、SOKCET老化座、高(gāo)端裝備等靜電敏感器件制程保護制品。尤其生産集成電路芯片需要的(de)高(gāo)度專業化設備中關鍵零部件、IC半導體老化座和(hé)IC測試座、晶圓框架盒、液晶制造裝置部件等。
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