폴리벤즈이미다졸(PBI) 기반의 막은 내구성이 우수한 네트워크 구조를 가지는 구조재료로서의 우수한 강성과 더 불어서 고온에서의 우수한 내열성, 우수한 기계적 및 인장 특성, 높은 유리전이온도(Tg), 물이 없는 무수 환경에서의 이온 전 도성능, 산화와 화학적 내구성으로 지난 20년 동안 다양한 용도의 대중적인 막 재료로 다양한 문헌에서 보고되어 왔다. 이온 전도성 PBI 기반 막은 고온용 양이온 교환막 연료 전지(HT-PEMFC)에서 광범위하게 사용되어왔다. 또한 PBI 기반 막은 독 특한 특성으로 인해 기체분리막 및 유기용매나노여과(OSN) 막 개발에서 광범위하게 사용되어왔다. 이번 리뷰에서는 고온용 연료전지, 기체분리 및 OSN 적용을 위한 다양한 유형의 PBI 기반 막의 최근 연구동향 및 적용가능성에 대해 설명하고자 한다.

Polybenzimidazole (PBI) based membranes have evolved in literature as a popular membrane material for various applications in the past two decades because of their high temperature thermal durability, strong mechanical and tensile properties, high glass transition temperature (Tg), ion conduction ability at elevated temperature (up to 200°C), oxidative or chemical durability along with robust network like structural rigidity, which make PBI membranes suitable for various potential applications in chemically challenging environments. Ion conducting PBI based membranes have been extensively utilized in high temperature proton exchange membrane fuel cells (HT-PEMFC). In addition, PBI based membranes have been vastly utilized for the development of gas separation membranes and organic solvent nanofiltration (OSN) membranes for their unique characteristics. This review will cover the recent progress and application of various types of flat sheet PBI based membranes for HT-PEMFC, gas separation and OSN application.

1. Introduction1)
2. Proton Exchange Membrane Fuel Cell(PEMFC)
    2.1. Desired properties of efficient PEM
    2.2. Phosphoric acid (PA) dopedpolybenzimidazoles as PEM
3. Thermal Stability of Polybenzimidazoles
4. Mechanical Properties of Polybenzimidazoles
5. Oxidative Stability of Polybenzimidazoles
6. Synthesis of Various PBI Structures forPEMFCs
7. Various Casting Methods for PBI BasedMembranes
8. PBI Based Polymer NanocompositeMixed Matrix Membranes as PEMs
9. Chemical Modification in the PBIBackbone for Development of FlatSheet OSN Membranes
10. Chemically Modified Flat Sheet PBIMembranes for Gas Separation Studies
11. Conclusion
Reference

• 아누남 다스(경상국립대학교 그린에너지융합연구소) | Anupam Das (Research Institute for Green Energy Convergence Technology, Gyeongsang National University, Jinju 52828, Korea)
• 남상용(경상국립대학교 나노신소재융합공학과) | Sang Yong Nam (Department of Materials Engineering and Convergence Technology, Gyeongsang National University, Jinju 52828, Korea) Corresponding author