基于质子交换膜燃料电池和固体氧化物燃料电池技术的可逆燃料电池，可以为解决能量储存和转化问题并为可再生燃料生产提供通用途径。然而，这两种技术都面临着与成本，耐用性，低往返效率以及将H₂O与产品燃料分离的巨大挑战。科罗拉多矿业学院的Chuancheng Duan和Ryan O'Hayre团队提出了一种可逆的质子陶瓷电化学电池，它基于钇和镱共掺杂的碳酸钡锆酸盐电解质和三重导电氧化物空气/蒸汽（可逆）电极，解决了诸多上述问题。该可逆质子陶瓷电化学电池实现了高法拉第效率（90-98％），并且可以在电流密度为1,000 mA cm^-2时，具有> 97％的总电量-氢能量转换效率（基于H₂的较低热值）。对于使用共同进料的CO₂以产生CO和CH₄,H₂O电解获得甚至更高的效率。该研究展示了可逆的往返（电-氢-电）效率> 75％且稳定运行，在1,000小时内降解率<30 mV。

Duan, C., Kee, R., Zhu, H., Sullivan, N., Zhu, L., Bian, L., Jennings, D. & O’Hayre, R. Highly efficient reversible protonic ceramic electrochemical cells for power generation and fuel production. Nat. Energy 4, 230-240 Doi:10.1038/s41560-019-0333-2.

https://doi.org/10.1038/s41560-019-0333-2