Recentemente, uma equipe de pesquisa da Universidade de Changzhou e a Sinopec Nanhua Company avançaram conjuntamente o projeto “Estudo das Características do Campo de Escoamento e Otimização Estrutural Coordenada de Eletrolisadores sob Acoplamento de Campos Multifísicos” e obtiveram resultados por etapas. O protótipo de eletrolisador de nova estrutura, desenvolvido em conjunto por ambas as partes, concluiu duas rodadas de ensaios de tipo e foi validado sob múltiplas condições de operação, com indicadores-chave de desempenho, como o consumo de energia, atingindo um nível avançado entre produtos internacionais comparáveis.
O eletrolisador é a unidade central de um sistema de produção de hidrogênio por eletrólise da água, e seu desempenho operacional afeta diretamente o consumo de energia, a confiabilidade e os benefícios econômicos gerais do sistema. Atualmente, os eletrolisadores alcalinos ainda enfrentam problemas como distribuição interna desigual do campo de escoamento e desequilíbrio local das reações eletroquímicas, o que, em certa medida, limita a produção de hidrogênio verde em larga escala e de baixo custo, bem como a operação estável e eficiente dos equipamentos.
Para enfrentar os desafios técnicos relevantes, a equipe de pesquisa da Universidade de Changzhou e a Sinopec Nanhua Company estabeleceram um mecanismo conjunto de pesquisa, com foco em estudos das características do campo de escoamento interno dos eletrolisadores, dos mecanismos de acoplamento de campos multifísicos e da otimização estrutural coordenada.
Com base no acúmulo técnico da equipe em mecânica dos fluidos, transferência de calor e massa e intensificação de equipamentos de processo, foi estabelecida uma estrutura de pesquisa que combina experimentos e simulação digital. Ao ajustar o movimento do fluido no interior da estrutura do eletrodo e o processo de reação eletroquímica, e ao validar e otimizar repetidamente as soluções de projeto com base em simulações do campo de escoamento, foi concluído, por fim, o desenvolvimento do protótipo de eletrolisador de nova estrutura.
De junho a julho de 2026, o protótipo passou por ensaios de tipo em condições reais de operação industrial na Sinopec Nanhua Company, concluindo sucessivamente avaliações de operação ininterrupta em alta carga de 48 horas e 72 horas. Os resultados dos testes mostraram que, sob uma densidade de corrente de 2.000 A/m², o protótipo operou de forma estável, com temperatura média de operação de 60,27 °C.
Em termos de consumo de energia, o desempenho de consumo de energia em corrente contínua (CC) do protótipo foi melhor do que o limite de eficiência energética Classe I de 4,3 kWh/m³ especificado na norma GB 32311—2015, Sistemas de Produção de Hidrogênio por Eletrólise da Água de Médio e Grande Porte, demonstrando um efeito de economia de energia relativamente claro, e seu desempenho geral atingiu um nível avançado entre produtos internacionais comparáveis.
Esta conquista conjunta de P&D é um esforço prático da Universidade de Changzhou para promover a integração profunda entre indústria, academia e pesquisa, e servir à estratégia nacional de “duplo carbono”. Daqui em diante, tanto a universidade quanto a empresa continuarão a aproveitar as vantagens do ensino e da pesquisa, bem como das plataformas industriais, acelerar a aplicação em engenharia e a industrialização de equipamentos de produção de hidrogênio de novo tipo e fornecer suporte técnico para popularizar equipamentos de produção de hidrogênio de alta eficiência e economia de energia e a localização de equipamentos de energia de hidrogênio.
