聚苯并咪唑薄膜又稱為PBI薄膜或PBI膜，是一種無氟類型的離子交換膜。PBI膜是由聚苯并咪唑（PBI）制成，也是聚苯并咪唑市場主要品種。
聚苯并咪唑（PBI）是指重復單元中含有咪唑環(huán)的一類雜環(huán)聚合物，具有耐高溫、耐腐蝕、電絕緣性好、強度高、化學穩(wěn)定性好的特點，在航空航天、消防、半導體、紡織、化工機械、石油開采、汽車等領(lǐng)域應用前景廣闊�；�于PBI的咪唑環(huán)結(jié)構(gòu)和兩性特點，PBI既可以用質(zhì)子酸摻雜，得到陽離子傳導膜（在酸性環(huán)境下使用），也可用堿摻雜得到陰離子傳導膜（在堿性環(huán)境下使用）。
目前實現(xiàn)商業(yè)化的PBI膜有Celazole® PBI、Celtec® PBI等。PBI膜具有耐高溫、耐化學腐蝕、低氣體滲透性、高強度等特點，在污水處理、氣體分離、半導體絕緣、金屬分離、電解水制氫、燃料電池、氣體含量測量等領(lǐng)域應用前景廣闊。
相比于全氟磺酸膜，PBI膜具有燃料要求低、運行溫度高、電堆系統(tǒng)簡單等特點。PBI膜運行溫度在160℃左右，是高溫質(zhì)子交換膜燃料電池（HT-PEMFC）中最具潛力的電解質(zhì)膜材料之一。
目前在燃料電池中，質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）技術(shù)成熟度最高、適用性最廣泛。PEMFC分為低溫質(zhì)子交換膜燃料電池（LT-PEMFC）、HT-PEMFC兩大類，HT-PEMFC在水管理能力、燃料靈活性、使用壽命、一氧化碳耐受性等方面優(yōu)于LT-PEMFC，是PEMFC領(lǐng)域研究熱點。高溫質(zhì)子交換膜是HT-PEMFC核心材料，在2023年上海燃料電池產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中，“開發(fā)耐高溫質(zhì)子交換膜技術(shù)”位列核心技術(shù)自主化第一。PBI膜作為潛力高溫質(zhì)子交換膜，市場可開發(fā)空間廣闊。
PBI膜可通過原位聚合法、溶液成膜法、熔融成膜法制成，其中溶液成膜法、熔融成膜法較為常見。在改性方面，PBI膜改性方法包括單體修飾改性、聚合物取代改性、聚合物接枝改性、聚合物嵌段改性（如磺酸化）等。
PBI膜技術(shù)壁壘較高，且原材料PBI產(chǎn)量有限，目前PBI膜相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)較少，主要為德國巴斯夫、美國PBI公司，其中美國PBI公司是PBI及PBI膜市場領(lǐng)先企業(yè)。我國從事PBI膜研發(fā)或生產(chǎn)的企業(yè)有坤艾新材料、山東正熵能源科技等，其中山東正熵能源科技實現(xiàn)了從PBI關(guān)鍵材料到高溫質(zhì)子交換膜全鏈技術(shù)的國產(chǎn)化。
PBI膜是目前先進的高溫質(zhì)子交換膜材料，在燃料電池、液流電池、電解水制氫等領(lǐng)域具有巨大應用潛力，未來隨著原材料成本下降、HT-PEMFC產(chǎn)業(yè)化進程加快，PBI膜市場需求空間將不斷擴大。