Récemment, une équipe de recherche de l’Université de Changzhou et la société Sinopec Nanhua ont conjointement fait progresser le projet « Étude des caractéristiques du champ d’écoulement et optimisation structurelle coordonnée des électrolyseurs sous couplage multi-physique » et obtenu des résultats par étapes. Le prototype d’électrolyseur à structure nouvelle, développé conjointement par les deux parties, a achevé deux séries d’essais de type et a été validé sous plusieurs conditions de fonctionnement ; des indicateurs clés de performance, tels que la consommation d’énergie, ont atteint un niveau avancé parmi les produits internationaux comparables.
L’électrolyseur est l’unité centrale d’un système de production d’hydrogène par électrolyse de l’eau, et ses performances de fonctionnement influencent directement la consommation d’énergie, la fiabilité et les bénéfices économiques globaux du système. À l’heure actuelle, les électrolyseurs alcalins font encore face à des problèmes tels qu’une répartition inégale du champ d’écoulement interne et un déséquilibre local des réactions électrochimiques, ce qui, dans une certaine mesure, limite la production à faible coût et à grande échelle d’hydrogène vert ainsi que le fonctionnement stable et efficace des équipements.
Pour relever les défis techniques concernés, l’équipe de recherche de l’Université de Changzhou et Sinopec Nanhua ont mis en place un mécanisme de recherche conjointe, axé sur l’étude des caractéristiques du champ d’écoulement interne des électrolyseurs, des mécanismes de couplage multi-physique et de l’optimisation structurelle coordonnée.
S’appuyant sur l’accumulation technique de l’équipe en mécanique des fluides, transferts de chaleur et de masse et intensification des équipements de procédé, ils ont établi un cadre de recherche combinant des expériences et la simulation numérique. En ajustant le mouvement du fluide à l’intérieur du cadre d’électrode et le processus de réaction électrochimique, et en validant et optimisant à plusieurs reprises les solutions de conception sur la base de simulations du champ d’écoulement, ils ont finalement achevé le développement du prototype d’électrolyseur à structure nouvelle.
De juin à juillet 2026, le prototype a subi des essais de type dans des conditions réelles d’exploitation industrielle chez Sinopec Nanhua, en réalisant successivement des évaluations de fonctionnement ininterrompu à forte charge de 48 heures et de 72 heures. Les résultats des essais ont montré que, sous une densité de courant de 2 000 A/m², le prototype fonctionnait de manière stable, avec une température moyenne de fonctionnement de 60,27 °C.
En matière de consommation d’énergie, la performance de consommation d’énergie en courant continu du prototype était meilleure que la limite d’efficacité énergétique de classe I de 4,3 kWh/m³ spécifiée dans la norme GB 32311—2015, Systèmes de production d’hydrogène par électrolyse de l’eau de moyenne et grande taille, démontrant un effet d’économie d’énergie relativement net, et ses performances globales ont atteint un niveau avancé parmi les produits internationaux comparables.
Cette réalisation conjointe de R&D est une démarche concrète de l’Université de Changzhou visant à promouvoir l’intégration approfondie de l’industrie, du monde académique et de la recherche, et à servir la stratégie nationale de « double carbone ». À l’avenir, l’université et l’entreprise continueront de tirer parti des atouts de l’enseignement et de la recherche ainsi que des plateformes industrielles, d’accélérer l’ingénierie et l’industrialisation des nouveaux équipements de production d’hydrogène, et de fournir un soutien technique pour la généralisation d’équipements de production d’hydrogène à haut rendement et économes en énergie, ainsi que pour la localisation des équipements liés à l’énergie hydrogène.
