本发明公开一种制备高纯度H2和CO的装置，该装置是基于管式质子陶瓷燃料电池和甲烷干重整反应制备高纯度H2和CO的装置，包括反应腔室：用于甲烷与二氧化碳发生干重整反应；甲烷干重整催化剂：用于降低反应所需活化能，促进重整反应发生，提升甲烷转化率；管式质子陶瓷燃料电池：由质子导体固体氧化物对称电池构成，用于在中温条件下，连续分离氢气，降低反应腔室内氢气浓度，促进甲烷转化；氢气输出腔室：用于输送重整反应后分离出的氢气。本发明可以在中温条件(450‑600℃)下，通过连续分离氢气大幅提升甲烷干重整反应的转化率，在减少能量损失的同时，获得高纯度氢气和一氧化碳。