氢能是一种独特的二次能源，因其清洁、无污染的特点，越来越受到世界各国的重视。未来，除了氢的制备技术外，发展效率高、成本低、性能可靠以及可形成规模生产的氢气分离、提纯及压缩技术将会成为发展氢能经济的关键。电化学氢泵或称为电化学氢压缩机是一种新型的氢气分离提纯设备。它的结构类似于质子交换膜燃料电池，但采用电解模式，可以在阳极氧化氢气再在阴极还原氢气。电化学氢泵的最大优点是氢气的分离和压缩只需要一步就可以完成，且由于功耗只作用于透过膜层的氢分子，它需要的能耗非常少。本研究以本实验室较成熟的质子交换膜燃料电池技术为支持，采用新型热定型CCM-MEA工艺制备膜电极，并组装为电化学氢泵。研究了电化学氢泵的各项基本性能，并利用电化学氢泵成功从氢气、氮气混合气及氢气、二氧化碳混合气中分离出氢气。研究结果表明，提高操作温度可以提高电化学氢泵的能量效率及产氢纯度。提高阳极室压力可以提高电化学氢泵的能量效率，但会由于杂质的渗透增加，使回收氢气的纯度降低。在分离过程中，随混合气中氢气的百分比下降，阳极室内氢分子的浓度会下降，造成分离所需的工作电压升高，但对回收氢气的纯度影响很小。在电流密度300mA·cm^-2下，分离含氢百分比为50%的氢气、氮气混合气时，能耗最大仅为0.15kWh·Nm^-3，回收率可达到95%，回收氢气纯度≥98%。在分离氢气、二氧化碳混合气时，二氧化碳和氢气在Pt金催化剂的作用下会发生逆水煤气反应，生成一氧化碳，使催化剂中毒并导致分离电压逐渐升高。通过在阳极中添加少量氧气或空气可减轻一氧化碳的毒化作用，显著降低分离电压。合适的添加量更是可将分离电压降低40%⁵0%。同样，相同的方法也可以运用到含有一氧化碳的混合气体分离中。利用本装置，可从含氢量50%的氢气、二氧化碳混合气中分离出纯度达98%以上的氢气。