新能源是当今科技发展的重点,而氢燃料电池是清洁、高效的新能源。很多大型的燃料电池已可投入使用,小型燃料电池可以应用于更多的领域,然而小型、便携的燃料电池系统却少有实现。制约氢燃料电池小型化的关键就是氢气的存储,常用的高压氢气瓶难以应用在便携设备上。使用NaBH4作为储氢材料,是应用于小型系统的良好选择。本文基于硼氢化钠水解制氢,设计微型的氢气发生装置,并与空气自呼吸燃料电池集成燃料电池系统,以实现燃料电池系统的小型化,扩展燃料电池的应用场景。本文对硼氢化钠水解反应进行研究,并制备多种催化剂,对各种催化剂的反应响应速度进行测试,对不同担载量、长度的Co-B/Nifoam催化剂在不同流速、不同浓度下的NaBH4溶液的催化情况进行测试,确定使用磷酸掺杂的Co/γAl2O3与Co-B/Nifoam组合的方式作为反应催化剂。对氢气发生器的结构进行设计,有效地进行反应中的气液分离,并设计了高效的净化装置,可以在8h中有效地为反应产生氢气进行净化,并为燃料电池使用。对空气自呼吸型燃料电池的原理与结构进行研究,并对不同操作条件下的电池性能进行测试分析,确定最佳工作参数为排气周期30s、排气时长0.1s、氢气压力为50kPa,并对燃料电池的氢气消耗量进行测试,为系统集成提供基础。对集成燃料电池系统进行架构设计,并具体实现了氢气发生器、气体净化装置以及控制系统,对系统进行了氢气发生速率测试、电池输出测试。最终实现的集成系统,其氢气发生系统可在2ml蠕动泵进液速率下稳定产氢1.8L/min,系统可在12V输出电压下有63W输出功率,系统重量约2kg,系统的能量密度随系统燃料质量增加、工作时间增加而增加,在8h工作时长下,需要装714g燃料,系统的能量密度可达到207Wh/kg。该系统工作稳定,可以作为便携的电池系统使用。