本发明涉及一种有机物直接燃料电池与电解制氢耦合的系统,其特征在于:该系统采用氧化还原电对作为催化剂和电荷载体,主要由催化降解单元、直接燃料电池、电解制氢单元和氢气纯化收集单元构成。采用氧化还原电对为催化剂,有机物在加热或光照与氧化态物质同时作用下发生氧化降解,释放出氢质子和电子;降解后的部分混合液在燃料电池内发生电化学反应,有机物储存的化学能转化为电能,部分用于有机物催化降解和电解制氢,其余外供;另一部分混合液进入电解制氢单元,经电化学过程制备氢气,经纯化、收集并储存。本发明将有机物直接燃料电池与电解制氢集成在同一系统内,同时实现高效清洁发电和制备高纯氢气的目的。