大多數(shù)現(xiàn)有的燃料電池（FC）是不能充電的1次電池。然而，它可以從外部填充燃料氫氣，因此又不能說是一次性的。實際上從原理上來看的話，燃料電池是可能實現(xiàn)2次電池化的，特別是發(fā)電或者說放電時使用的固體高分子型燃料電池（PEFC），與水電解即充電時使用的PEM型水電解裝置在電極以及電池結(jié)構(gòu)上幾乎是相同的，化學(xué)反應(yīng)也剛好相反。不同的是催化劑材料的最佳選擇及其用量。東芝的自持式能源供應(yīng)系統(tǒng)H2One，就是將PEFC和PEM型水電解槽，儲氫系統(tǒng)等集中在一個容器中。從某種意義上說，整個容器即具備像二次可充電電池一樣的機能。研究人員對發(fā)電機情有獨鐘如果將燃料電池實現(xiàn)2次電池化，那名稱應(yīng)稱為氫-空氣二次電池。是與鋅（Zn）-空氣電池或鋰（Li）-空氣電池等具有類似反應(yīng)體系的一種電池，雖然技術(shù)上可能不容易實現(xiàn)，但在研發(fā)2次電池的眾多研發(fā)團(tuán)隊或人員中，進(jìn)行以燃料電池的2次電池化為研究目標(biāo)的研究人員少的不可思議。其中一個原因是許多開發(fā)FC燃料電池的研究人員認(rèn)為FC就像是發(fā)電機一樣的存在而并不是像其他電池一樣的電化學(xué)電池。如果是發(fā)電機的話，燃料從外部放入，與通過外部電源再充電并重復(fù)使用完全不是一回事。一些FC研究人員認(rèn)為，他們不能理解將這樣的FC電池二次電池化的優(yōu)勢何在。有企業(yè)進(jìn)行了十年以上的開發(fā)盡管研究人員很少，但也不是說沒有。例如日本高砂熱工業(yè)和產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究所就是目前正在開發(fā)可逆FC的公司/研究機構(gòu)的其中之一，研究人員一般稱二次電池型FC為可逆FC，可逆電池等。這是因為通過充電進(jìn)行水分解，由氫和氧放電（發(fā)電）所產(chǎn)生的水可逆地返回成氫和氧。高砂熱工在2000年中期開始開發(fā)，目前據(jù)說研發(fā)仍在持續(xù)進(jìn)行。該公司試制的原型可逆電池在日本國家先進(jìn)工業(yè)科學(xué)與技術(shù)研究所福島可再生能源研究中心被使用中（圖A-1）。（a）當(dāng)光伏發(fā)電過剩時，將電力轉(zhuǎn)換為氫氣（b）太陽能發(fā)電和儲氫合金設(shè)備（（a）除外）圖A-1相同的燃料電池既用于發(fā)電又用于水分解在福島可再生能源研究中心運行的水電解燃料電池集成型電池及其外圍系統(tǒng)（a）。當(dāng)太陽能發(fā)電對于電力系統(tǒng)出現(xiàn)過剩時，從電網(wǎng)互連切換到水電解產(chǎn)生氫氣并將其存儲在罐中。另一方面，當(dāng)電力系統(tǒng)的電力趨于不足時，儲存的氫氣用于燃料電池中以發(fā)電并連接到系統(tǒng)。此外還獨立進(jìn)行了儲氫合金的研究（b）。使用時的問題之一是切換水電解和燃料電池模式需要花費大約10~30分鐘，時間較長。而之所以開發(fā)這一系統(tǒng)的原因是因為通過在一個電池中切換發(fā)電和水電解，與同時設(shè)置FC電池和水電解裝置相比，既節(jié)省了空間又降低了設(shè)備成本。具體地，當(dāng)日照條件良好并且光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電力對電力系統(tǒng)過剩時，可逆電池通過使用電力用作水電解裝置。產(chǎn)生的氫存儲在儲氫合金罐等中。據(jù)說2019年1月底，在東京開始用于充填FCV汽車的氫氣就是這樣生產(chǎn)的。另一方面，當(dāng)電力系統(tǒng)的電力趨于不足時，可逆電池又可用作FC并且使用所存儲的氫產(chǎn)生電力。以這種方式進(jìn)行功能切換看起來是非常合理的。除了電池，像冷氣和暖氣通過1臺空調(diào)，在不同時段進(jìn)行切換運作是一樣的原理。相反，即使這些設(shè)備被分成兩個設(shè)備，同時使用這些功能的場景也是很難想象的，因為一邊使用電力一邊用于發(fā)電，損失會很大。換句話說，可逆電池就像是頻率濾波器一樣可用于平衡電力系統(tǒng)的輸出波動。空氣呼吸和肺部呼吸可以切換嗎？盡管擁有這些優(yōu)點，但高砂熱工業(yè)尚沒將其研發(fā)的可逆電池實現(xiàn)商業(yè)化，原因仍然是技術(shù)難度。其中之一是無法實現(xiàn)瞬間切換功能，切換需要10~30分鐘。高砂熱工用之前的技術(shù)資料解釋了這個原因。當(dāng)可逆電池被用作水電解槽時，電池內(nèi)必須充滿水，這樣其內(nèi)所產(chǎn)生的氧氣和氫氣會自然向外流出。然而，當(dāng)之后可逆電池被用作FC燃料電池時，為了確保氫氣和氧氣有足夠充分的流路，填充電池的水必須充分排出。就好像水電解過程中是采用魚式呼吸，F(xiàn)C發(fā)電時是采用肺呼吸一樣，切換需要時間。雖然目前還不清楚是否這一問題會成為商業(yè)化的重大阻礙，但從技術(shù)層面來看這肯定是一個棘手的事情。此外，對于水電解與FC來說最佳催化劑的類型和用量也不同，所以必須選擇能兼顧兩種技能的中間催化劑，而其結(jié)果就是每一個機能的性能都沒有達(dá)到單功能裝置的同等效果，這可以說是存在的另一個課題。接近量產(chǎn)化的MH空氣電池不同于FC二次電池化的開發(fā)目的，還有一個例子是開發(fā)氫/空氣二次電池。同志社大學(xué)理工學(xué)院盛満正嗣教授的實驗團(tuán)隊與FDK正在從事這一開發(fā)。盛滿先生等人所進(jìn)行開發(fā)的研發(fā)與PEFC結(jié)合PEM型水電解設(shè)備有著巨大差異（圖A-2）。最大的不同之處在于利用儲氫合金用于負(fù)極，而電解質(zhì)是堿性的。好比是鎳氫電池（Ni-MH）中采用空氣電極作為正極，也可以說是MH-空氣電池。（a）氫-空氣二次電池的機理（放電時）（b）容量為2Ah的試制電池（正面是空氣電極，PTFE網(wǎng)）（c）固定式電池用于固定裝置盛滿實驗室通過試制品所確認(rèn)到的電池特性可達(dá)到體積能量密度為900Wh/L，重量能量密度為136Wh/kg，并且按計劃在2020年3月將更新性能，預(yù)計在2024年將達(dá)到1500Wh/L和250Wh/kg。另一方面，F(xiàn)DK則證實了電池在至少500次循環(huán)之前沒有明顯的劣化。在各種空氣電池中，到目前為止還沒有其他種類電池達(dá)到過類似的循環(huán)壽命（FDK）。目前預(yù)計的應(yīng)用用途是用于電力系統(tǒng)穩(wěn)定化的固定式蓄電池（盛滿先生）。考慮到使用MH重量比較重，以及便攜式應(yīng)用領(lǐng)域重量能量密度比較低，水基系電池可實現(xiàn)大容量及高安全性。另一方面，考慮到車載用途震動劇烈等等情況的話，該產(chǎn)品如果商業(yè)化可能會對固定式電池市場產(chǎn)生較大影響。