최근 중국 화넝 청정에너지연구원은 차세대 초고전류밀도 알칼라인 수소 생산 모듈을 독자 개발했으며, 100kW 전해조에서 파일럿 규모 테스트를 완료하고 뷰로베리타스의 제3자 성능 인증을 통과했다. 전류 밀도와 에너지 효율이 크게 향상되었다.
3대 핵심 소재 기술 통합으로 종합 성능 돌파구 마련
이번 파일럿 모듈은복합 코팅 전극, 유기-무기 복합 분리막, 유연 집전체등 3대 핵심 소재와 기술을 혁신적으로 통합하여 전해조 성능의 종합적인 돌파구를 마련했다.
첫째, 촉매 성능이 비약적으로 향상되어 수소 발생/산소 발생 활성과 에너지 효율이 모든 운전 조건에서 개선되었다.산업용 규모 전극(직경 1.2m)은 최대 운전 전류 밀도 10,000A/m²를 달성했다.
둘째, 복합 분리막은 호환성이 뛰어나 높은 이온 전도성과 낮은 기체 투과성을 동시에 확보하여 에너지 효율을 높이는 동시에 양극과 음극 간 수소-산소 교차 혼입을 효과적으로 억제한다.
셋째, "제로갭" 구조가 전면 업그레이드되어 혁신적인 자립형 "제로갭" 모듈 구조로 계면 저항 손실을 크게 줄이고 전류 및 응력 분포를 더욱 균일하게 구현했다.
다양한 운전 조건에서 우수한 에너지 효율 데이터 확보, 투자 비용 25% 이상 절감
뷰로베리타스 검증 결과에 따르면, 신형 수소 생산 전해조는 업계 표준 운전 조건인 3,000A/m²에서 직류 전력 소비량이 최저 3.786kWh/Nm³에 달해국가 표준 1급 에너지 소비 수준 대비 12% 절감되었다. 업계의 더 높은 전류 밀도 수준인 5,000A/m²에서는 직류 전력 소비량이 최저 3.995kWh/Nm³로, 《에너지 절약 장비 고품질 발전 실행 방안(2026-2028)》에서 제시한 2028년 목표치인 4.2kWh/Nm³보다 4.9% 낮다. 초고전류밀도 10,000A/m²에서 직류 전력 소비량은 4.441kWh/Nm³에 불과하며,높은 체적 용량 비율로 전해조 투자 비용을 25% 이상 절감할 수 있다.
뷰로베리타스는 세계적으로 선도적인 독립 제3자 검사·인증 기관으로, 에너지·산업 설비 등 분야의 데이터는 국제 시장에서 널리 인정받고 있다. 이번 뷰로베리타스의 신형 전해조 에너지 효율 지표에 대한 독립 제3자 검증은 엔지니어링 규모 배치에 권위 있는 참고 자료를 제공한다.
이 성과는 중국 화넝그룹의 ‘14차 5개년 계획’ 기간 그린수소 및 탄소 산업의 고품질 발전을 위한 기술적 기반을 마련했다. 향후 청정에너지연구원은 그룹의 신에너지 기술 혁신 플랫폼으로서의 위상을 활용하여 소재 업그레이드와 공정 반복을 지속적으로 추진하고, 대형 선진 그린수소 생산 기술 및 장비의 엔지니어링 시범·응용을 가속화하며, 그린수소의 시장 경쟁력을 높여 나갈 것이다.
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