随着社会的发展,能源危机与环境危机愈发严峻,同时电子设备和物联网的发展也极为迅速,人们迫切需要开发高能量密度的零碳可移动电源。现今使用最为普遍的可移动电源为锂电池系统,但是锂电池系统的劣势极为明显,例如能量密度较小,充电时间长,且易受环境温度影响。因此,新能源车及无人机的长续航问题到现在还是一个极为严重的问题。在碳中和的大背景下,为了开发高性能零碳可移动电源,设计了一款基于氢气催化燃烧驱动的温差发电机（TEG）并进行了相关实验研究,其燃烧室容积为15.3 cm~3。温差发电机由1个多台阶稳燃器、2个错列肋柱集热器、4个温差发电模块、2个水冷模块和2片表面沉积Pt的泡沫镍组成。通过实验研究,获得了以下结论:（1）为提高氢气的催化燃烧效率,本实验制备了一款泡沫镍金属（孔隙率98%）为基体的载铂催化剂（Pt/Ni催化剂）,催化燃烧温度在450℃-650℃之间,工作30小时以后氢气转化率没有衰减。（2）实验发现,本文设计的TEG在常温（20℃）下无需点火即可自启动工作,其发电功率在循环散热模式下的达到最大14.59 W,对应的发电效率为1.74%。在开放式水冷散热情况下发电功率最高达到20.7 W,发电效率最高为2.04%,高于此前的文献报道值。（3）论文详细研究了化学当量比对发电性能的影响规律,以及输入功率对发电性能的影响。固定化学当量比时,发电功率随着输入功率的增加而增加;固定输入功率时,发电功率随着化学当量比的上升先增加后降低,最佳化学当量比为0.75。当化学当量比低至0.15时,催化燃烧仍可正常进行,相比于常规燃烧方式具有显著优势。（4）实验模拟了冷原地区环境下的氢催化燃烧驱动微型温差发电机的工作情况,在氧气浓度低至9%情况下依旧能稳定工作,且在化学当量比0.65情况下输出功率为5.45 W,对应的系统效率为1.30%。（5）本文开发的微型氢催化燃烧驱动温差发电机运行环保,无污染物排放,氢气催化燃烧驱动的微型温差发电机产生的烟气,其NOX含量为1 ppm（仪器测量误差为5 ppm）,远低于国标的150 ppm以下的标准,且没有SO2、COX排放,符合环境友好型的社会理念。（6）本文开发的微型氢催化燃烧驱动温差发电机具有高转换效率的氢催化燃烧催化剂、多台阶稳燃器、基于错列肋柱的预热器和集热器,从而可收集氢气催化燃烧释放的热量的72.7%,并驱使这些热量通过温差发电模块进行发电。本研究为开发出零碳高功率密度的微型温差发电机提供了重要的理论研究意义,同时为以氢气作为燃料的微型温差发电机的发展,为氢能的利用提供了一条新的路径。