本发明提供了一种平管式固体氧化物电解池，包括依次接触的第一电解质层、第一活性阳极层、阳极支撑体、第二活性阳极层、第二电解质层、阻挡层、阴极层、缓冲层和金属导电层；所述阳极支撑体在平行于层叠方向上设置有贯通通道。本发明采用一种独特结构的固体氧化物电解池在高温下直接电解未经任何处理的天然海水，将海水加热蒸发，以氢气为载气，携带不同量的水蒸气在750℃高温下进行电解。一方面可将海水中的绝大部分杂质与电解池分离，减缓或避免海盐对电解池的不良影响；另一方面，在高温下电解可获得更高的电/化学能量转化效率。本发明还提供一种电解海水制氢装置及电解制氢的工艺。