可逆質(zhì)子陶瓷電化學(xué)電池（R-PCEC），同時具有燃料電池與電解槽功能，能夠?qū)崿F(xiàn)電能、化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化，是最具有發(fā)展前景的能量存儲與轉(zhuǎn)換裝置之一，特別是在制氫、儲氫方面研發(fā)應(yīng)用價值大，相關(guān)研究成果正在不斷增多。
　　R-PCEC在燃料電池模式下的工作過程是，燃料例如氫氣，輸送進(jìn)入陽極，與陰極空氣/氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成水，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；R-PCEC在電解槽模式下的工作過程是，利用電能將水電解為氫氣與氧氣，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。這兩大模式相互循環(huán)，即實現(xiàn)能量存儲與轉(zhuǎn)換。
　　R-PCEC陽極通入的燃料氣，除了氫氣以外，還可以利用氨氣、甲醇、甲烷等氣體。陰極為氧電極或空氣電極，其電催化活性、耐久性直接影響R-PCEC的電化學(xué)性能、循環(huán)穩(wěn)定性。電解質(zhì)采用質(zhì)子導(dǎo)體陶瓷膜材料，憑借高離子電導(dǎo)率、高化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)點，在陽極與陰極之間進(jìn)行質(zhì)子傳輸，使電能、化學(xué)能相互可逆轉(zhuǎn)化。
　　傳統(tǒng)能源為石油、煤炭、天然氣等化石能源，具有不可再生性，且燃燒使用對環(huán)境污染大。在全球能源危機(jī)日益凸顯、環(huán)境保護(hù)日益嚴(yán)厲背景下，新型能源替代傳統(tǒng)能源成為發(fā)展趨勢。R-PCEC能夠?qū)崿F(xiàn)儲能、供能，且工作溫度要求中等，具有能量轉(zhuǎn)換效率高、燃料使用靈活性大、使用壽命長、操作靈活性高、無污染等優(yōu)點，符合能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求。
　　在電力領(lǐng)域，R-PCEC可以快速響應(yīng)負(fù)荷變化，利用可再生能源提供電力輸出，能夠滿足電力系統(tǒng)調(diào)峰平谷需求，在穩(wěn)定國家電力供應(yīng)方面意義重大。但目前R-PCEC技術(shù)仍在研究探索過程中，電極材料、電解質(zhì)材料性能的優(yōu)劣與成本的高低是影響產(chǎn)品實際應(yīng)用的重要因素，相關(guān)新材料開發(fā)仍在持續(xù)進(jìn)行。
  R-PCEC陰極上進(jìn)行的氧還原、氧析出反應(yīng)若動力學(xué)緩慢，會對電池整體性能影響大。華南理工大學(xué)團(tuán)隊基于鈷基雙鈣鈦礦材料PBCC進(jìn)行供體摻雜構(gòu)建得到PBCCHf0.1新型空氣電極，其峰值功率密度、電流密度、循環(huán)穩(wěn)定性等性能得到明顯優(yōu)化；南京工業(yè)大學(xué)、南京航空航天大學(xué)科學(xué)家合作，在Nature Communications發(fā)表“協(xié)同雙相空氣電極實現(xiàn)可逆質(zhì)子陶瓷電化學(xué)電池的高耐久性能”研究成果，使電池的激勵電流密度、峰值功率密度明顯提高。