本发明提供了一种耦合式生物电化学产氢及提纯装置、系统和产氢方法，该装置中将疏水透气膜紧贴阴极后侧放置，收集阴极侧的氢气，然后通过吸收池内的碱液吸收产气中二氧化碳所形成的负压快速收集阴极附近产生的氢气，达到快速收集该系统内产生的氢气及使氢气提纯得以同步实现的目的，使电解液中的产甲烷菌难以与氢气接触；同时在电解液内投加甲烷化抑制剂，使得产甲烷菌的甲基辅酶M化学失活，避免产甲烷菌利用甲基辅酶M消耗氢气产生甲烷，从而抑制甲烷化；本发明的系统中阴极和阳极同处一室，降低了系统内阻，提高了库伦效率，进一步达到系统高效、持续的产氢性能的目的。