本论文目的是研发大能量密度的氢源系统,特别是小规模的分散制氢氢源系统和燃料电池车载氢源系统。论文提出了温度均匀分布的甲醇水蒸汽重整反应器的设计思路,并根据此思路,借鉴板翅式换热器的优点,创新研制了全新结构的集成板翅式甲醇重整制氢反应器（简称重整器）,集催化燃烧反应、甲醇和水蒸发以及重整反应为一体,使得整个系统的能量效率较高,可实现完全自供热。考察了不同条件对甲醇重整制氢过程和床层温度分布的影响,验证了反应器具有良好的稳定性。为了反应器的优化和放大提供理论依据,论文建立了板翅式重整器内多反应耦合过程的三维数学模型,对重整器内部的温度分布和浓度分布进行了数值计算。计算结果表明:该板翅式重整器各腔的温度分布均匀,无热点分布;模型能较准确地预测重整腔内的CO 和H₂的浓度分布。同时,还利用数学模型对反应器的结构参数进行了专门的研究,得到了结构参数影响板翅式重整器性能的初步规律。在实验和理论的基础上,论文研究了板翅式重整器在放大过程中涉及的问题和解决技巧,成功设计了5kW 重整器。并以此重整器为核心,联合CO 选择氧化的净化反应器,通过多段换热器对整个系统的能流、物流进行宏观管理与微观调控,成功研制了5kW 的氢源系统样机。