氢能是一种较为理想的高效、清洁的能源,而燃料电池(Fuel Cell)技术又是一种高效利用氢能的技术,其将化学能直接转换为电能,具有很大的应用前景,但氢气原料储存、运输难的问题限制了其发展。近期产生了多种现场制氢方法以解决这一问题,其中较为有效的一种就是重整制氢,而甲醇水蒸气重整又是其中研究最为广泛的一种。目前已有一些关于甲醇水蒸气重整的产品,但所一般多为军用,尺寸较大,成本也很高,小尺寸、便携式的较少。且目前关于甲醇水蒸气重整的研究中,有关重整催化剂或理论模型分析的比较多,关于结构设计的较少。而重整器的结构对其性能的影响是决定性的,因此有必要对此部分进行研究。本文则着手小尺寸的甲醇水蒸气重整器研究,分析研究了国内外甲醇水蒸气重整技术的发展情况、重整催化剂、重整器模型及结构设计的研究情况。采用有限元方法建立了小尺寸甲醇水蒸气重整器的模型,对比分析了多种重整器结构,主要关注甲醇水蒸气重整反应的在其中的进行情况,以提高甲醇转化率、提高氢气选择性、降低CO等副产物的产生量等为目标,优化了重整器结构的设计。制作了模型分析中重整性能较好的重整器,并通过实验对其实际性能进行测试。最终得到的重整器在240℃条件下,进料流速小于0.6ml/min时,甲醇转化率接近100%,进料流速达0.8ml/min时,仍能保持较高的甲醇转化率,最大氢气产生速率超过784ml/min。最后,将所制重整器连接由11节高温质子交换膜燃料电池构成的电堆,让所制重整器为电堆供氢,测试重整器实际应用工作性能。将电堆连接电阻负载,测得使用所设计重整器供氢的电堆可输出3A以上的电流,系统的最大输出功率可达21.87W。