최근 창저우 대학과 시노펙 난화 회사의 연구팀은 "다중 물리장 결합 하에서 전해조의 유동장 특성 및 조정 구조 최적화 연구" 프로젝트를 공동으로 추진하며 단계적 성과를 달성했습니다. 양측이 공동 개발한 신형 구조 전해조 프로토타입은 두 차례의 형식 시험을 완료하고 다양한 운전 조건에서 검증을 받았으며, 에너지 소비 등 핵심 성능 지표가 국제 유사 제품 중 선진 수준에 도달했습니다.
전해조는 수전해 수소 생산 시스템의 핵심 장치로, 그 운전 성능은 시스템의 에너지 소비, 신뢰성 및 전반적인 경제적 효익에 직접적인 영향을 미칩니다. 현재 알칼리 전해조는 내부 유동장 분포 불균일 및 지역적 전기화학 반응 불균형 등의 문제를 여전히 안고 있어, 저비용 대규모 그린 수소 생산과 장비의 안정적 고효율 운전을 어느 정도 제한하고 있습니다.
관련 기술적 난제를 해결하기 위해 창저우 대학 연구팀과 시노펙 난화 회사는 공동 연구 메커니즘을 구축하고, 전해조 내부 유동장 특성 연구, 다중 물리장 결합 메커니즘 및 조정 구조 최적화에 집중했습니다.
연구팀의 유체 역학, 열 및 물질 전달, 공정 장비 강화 분야의 기술적 축적을 바탕으로 실험과 디지털 시뮬레이션을 결합한 연구 프레임워크를 수립했습니다. 전극 프레임 내부의 유체 운동과 전기화학 반응 과정을 조정하고, 유동장 시뮬레이션을 기반으로 설계 방안을 반복적으로 검증 및 최적화하여 최종적으로 신형 구조 전해조 프로토타입 개발을 완료했습니다.
2026년 6월부터 7월까지 프로토타입은 시노펙 난화 회사에서 실제 산업 운전 조건 하에서 형식 시험을 진행했으며, 48시간 및 72시간의 무정지 고부하 운전 평가를 차례로 완료했습니다. 시험 결과, 전류 밀도 2000A/m² 조건에서 프로토타입은 안정적으로 운전되었으며 평균 운전 온도는 60.27°C였습니다.
에너지 소비 측면에서 프로토타입의 직류 에너지 소비 성능은 GB 32311—2015 대중형 수전해 수소 생산 시스템에서 규정한 1급 에너지 효율 한계치 4.3kWh/m³보다 우수해 상대적으로 뚜렷한 에너지 절감 효과를 보였으며, 전반적인 성능은 국제 유사 제품 중 선진 수준에 도달했습니다.
이번 산학 공동 R&D 성과는 창저우대학교가 산업·학계·연구의 심층 융합을 촉진하고 국가 ‘탄소 피크·탄소 중립’ 전략에 기여하기 위한 실질적 노력이다. 향후 대학과 기업은 교육·연구 역량과 산업 플랫폼의 강점을 지속적으로 활용해 신형 수소 생산 설비의 엔지니어링 및 산업화 적용을 가속하고, 고효율·에너지 절감형 수소 생산 설비의 보급과 수소에너지 설비의 국산화를 위한 기술 지원을 제공할 것이다.
