质子交换膜燃料电池（PEMFC）**本质上是一个电化学反应过程，理论上是可逆的**。
质子交换膜燃料电池通过氢气和氧气在电极上的电化学反应生成电能和水，这个过程可以逆向进行，即通过向电池施加电压，强迫水分子分解成氢气和氧气，实现燃料电池的逆反应，也就是电解过程。这一点对于氢能源的储存和释放非常重要，因为它意味着可以通过这种方式将电能转换回化学能，储存在氢气中。具体如下：
1. **电解质的角色**：质子交换膜作为PEMFC的电解质，其作用是允许质子通过，同时阻止电子的直接传输。这种选择性透过性是燃料电池能够高效工作的关键。
2. **电极的作用**：在PEMFC中，阴极和阳极通常具有多孔结构，它们包含催化剂，这些催化剂有助于加速电极上的化学反应，降低活化热，即反应克服能量壁垒所需的能量消耗。
3. **工作原理**：在正常运行时，氢气在阳极被氧化生成质子和电子，质子通过质子交换膜到达阴极，电子则通过外部电路也到达阴极，与氧气和质子结合生成水。
此外，在实际运行中，由于各种损耗（例如欧姆损耗、活化损耗等），质子交换膜燃料电池的效率并不是100%，并且随着使用时间的增加，电催化剂可能会发生退化，影响电池的性能和寿命。
综上所述，虽然质子交换膜燃料电池在理论上是可逆的，但在实际应用中，其效率和耐久性是设计和应用过程中需要考虑的关键因素。
可逆质子交换膜燃料电池(RPEMFC)是一种在同一装置上实现水电解(充电)和燃料电池发电(放电)两种功能的储能电池。
随着PEMFC技术的迅速发展,RPEMFC开始引起人们更多关注。介绍了它的工作原理,对电催化、膜电极(MEA)制作、电池性能以及应用等方面的研究进展进行评述。
双效氧电极(氧还原和氧气析出)是RPEMFC的技术关键,但其电催化剂的双效高活性功能以及稳定性还没有得到很好解决。由于它的理论比能量高(可达3 600 Wh/kg),可靠性好,并且寿命长,因此RPEMFC在许多蓄电池的应用领域,特别是对质量有严格限制的场合(如航天飞机和太阳能飞机等),将得到广泛应用。
质子交换膜燃料电池(PEMFC)采用可传导离子的聚合膜作为电解质，所以也叫聚合物电解质燃料电池(PEFC)、同体聚合物燃料电池(SPFC)或固体聚合物电解质燃料电池(SPEFC)。
