氢气作为一种非常有前景的清洁高效新能源,是解决能源危机的重大突破口,也是能源可持续发展的重要研究方向。在众多电解水制氢技术中,固体聚合物(SPE)电解池因其具有能量效率高、装置小巧轻便、电解质方便易得以及系统安全系数高等优点作为本文重点研究的系统。以车载小型制氢设备为目标,对设计制作的池式和微流道膜式固体聚合物电解池开展了分析研究。对三种电解水制氢系统进行了分析,分析了电解水制氢理论。对固体聚合物(PEM)电解池的工作原理着重进行了分析,分析了电解水制氢的影响因素;对膜电极的制备方式进行了详细描述。设计搭建了池式和微流道膜式固体聚合物电解池。实验采用电解面积为7cm×7cm、使用nafion117质子交换膜作为催化剂载体、疏水型碳纸作为阴阳两极的扩散层、0.3mg/cm~2的贵金属铂黑作为阴极催化剂、2.5mg/cm~2的氧化铱与铂黑作为混合阳极催化剂制作膜电极,对质子交换膜的离子交换容量、吸水率和溶胀率进行了分析研究,对膜电极性能进行了分析,实验研究了不同电解电压、电解温度以及电解质种类的各种工况对电解水制氢的影响。实验表明,SPE电解水制氢系统运行时存在一个较长时间的活化增长期,在6个小时后制氢量保持稳定;系统制氢量随着电压的增高而增大,随着温度的升高而增大,电压的影响大于温度的影响程度;系统制氢量随着电解质溶液的变化而变化,电解质中含有的导电离子越多制氢效率越高,但质子交换膜长期接触电解质中的金属离子会导致质子交换膜的性能急剧降低。