不可持续性化石能源不断消耗使当今世界面临严重污染和气候变化问题，为实现可持续发展，急需找一种可持续的、清洁的、高效的化石能源替代品。目前，燃料电池作为一种新型清洁能源装置在国内外受到广泛关注和研究。燃料电池汽车已广泛应用于汽车、便携式装置和固定式电站等领域。目前主要商业化的质子交换膜为美国杜邦公司的Nafion系列膜，其操作温度一般为80 °C以下, 性能突出稳定。然而，Nafion膜的应用也存在燃料透过率高及成本昂贵等问题，极大程度限制了Nafion 膜大规模商业化应用。
为解决低温质子交换膜如Nafion膜面临的局限性问题，高温质子交换膜燃料电池（100~200 ℃）的发展得到了广泛关注。其应用具有很多优势：如提高的电极的催化反应动力学过程；防止催化剂中毒；简化燃料电池水、热管理系统等。目前研究较多的高温质子交换膜材料为聚苯并咪唑（PBI）聚合物，其掺杂磷酸后在高温无湿度条件下具有良好的质子传导性能。然而，传统的PBI由于分子链本身的刚性导致其溶解性差，且聚合物链段内磷酸的吸附位点有限，导致质子传导能力不足。因此，制备良好溶解性及高质子传导能力的PBI膜是迫切需要的。
相关链接：
Dai, J.; Zhang, Y.; Gong, C.; Wan, Y.; Zhuang, Y. Soluble polybenzimidazoles incorporating Tröger’s base for high-temperature proton exchange membrane fuel cells. Chemical Engineering Journal, 2023, 466, 143151.
https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.143151
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