มหาวิทยาลัยฉางโจวและซิโนเปคนานฮัวร่วมกันพัฒนาต้นแบบเซลล์อิเล็กโทรไลซิส และเสร็จสิ้นการทดสอบภายใต้หลายเงื่อนไข

เมื่อไม่นานมานี้ ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยฉางโจวและบริษัทซิโนเปค หนานหัว ได้ร่วมกันผลักดันโครงการ “การศึกษาลักษณะสนามการไหลและการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างแบบประสานของอิเล็กโทรไลเซอร์ภายใต้การคัปปลิงหลายสนามกายภาพ” และบรรลุผลลัพธ์เป็นระยะ ต้นแบบอิเล็กโทรไลเซอร์โครงสร้างรูปแบบใหม่ที่ทั้งสองฝ่ายร่วมพัฒนาได้เสร็จสิ้นการทดสอบแบบ (type testing) 2 รอบ และผ่านการยืนยันภายใต้หลายสภาวะการทำงาน โดยตัวชี้วัดสมรรถนะสำคัญ เช่น การใช้พลังงาน อยู่ในระดับก้าวหน้าของผลิตภัณฑ์ต่างประเทศที่เทียบเคียงได้

อิเล็กโทรไลเซอร์เป็นหน่วยแกนกลางของระบบผลิตไฮโดรเจนด้วยการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า และสมรรถนะการทำงานส่งผลโดยตรงต่อการใช้พลังงาน ความเชื่อถือได้ และผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจโดยรวมของระบบ ปัจจุบัน อิเล็กโทรไลเซอร์แบบด่างยังคงเผชิญปัญหา เช่น การกระจายสนามการไหลภายในไม่สม่ำเสมอ และความไม่สมดุลของปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีเฉพาะจุด ซึ่งในระดับหนึ่งจำกัดการผลิตไฮโดรเจนสีเขียวต้นทุนต่ำในระดับขนาดใหญ่ และการเดินเครื่องอุปกรณ์อย่างมีเสถียรภาพและมีประสิทธิภาพ

เพื่อรับมือกับความท้าทายทางเทคนิคที่เกี่ยวข้อง ทีมวิจัยมหาวิทยาลัยฉางโจวและบริษัทซิโนเปค หนานหัว ได้จัดตั้งกลไกวิจัยร่วม โดยมุ่งเน้นการศึกษาลักษณะสนามการไหลภายในของอิเล็กโทรไลเซอร์ กลไกการคัปปลิงหลายสนามกายภาพ และการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างแบบประสาน

ต่อยอดจากการสั่งสมเทคโนโลยีของทีมวิจัยด้านกลศาสตร์ของไหล การถ่ายเทความร้อนและมวล และการเพิ่มความเข้มข้นของอุปกรณ์กระบวนการ ได้จัดทำกรอบการวิจัยที่ผสานการทดลองกับการจำลองเชิงดิจิทัล โดยการปรับการเคลื่อนที่ของของไหลภายในกรอบอิเล็กโทรดและกระบวนการปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี พร้อมทั้งตรวจสอบซ้ำและปรับให้เหมาะสมของแนวทางการออกแบบบนพื้นฐานการจำลองสนามการไหล จนในที่สุดเสร็จสิ้นการพัฒนาต้นแบบอิเล็กโทรไลเซอร์โครงสร้างรูปแบบใหม่

ระหว่างเดือนมิถุนายนถึงกรกฎาคม 2026 ต้นแบบได้เข้ารับการทดสอบแบบภายใต้สภาวะการเดินเครื่องอุตสาหกรรมจริงที่บริษัทซิโนเปค หนานหัว โดยดำเนินการประเมินการทำงานต่อเนื่องแบบโหลดสูง 48 ชั่วโมงและ 72 ชั่วโมงตามลำดับ ผลการทดสอบแสดงว่า ภายใต้ความหนาแน่นกระแส 2,000A/m² ต้นแบบทำงานได้อย่างเสถียร โดยมีอุณหภูมิการทำงานเฉลี่ย 60.27°C

ด้านการใช้พลังงาน สมรรถนะการใช้พลังงานไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ของต้นแบบดีกว่าขีดจำกัดประสิทธิภาพพลังงานระดับชั้น I ที่ 4.3kWh/m³ ตามที่ระบุในมาตรฐาน GB 32311—2015 ระบบผลิตไฮโดรเจนด้วยการแยกน้ำด้วยไฟฟ้าขนาดกลางและขนาดใหญ่ แสดงให้เห็นผลการประหยัดพลังงานที่ค่อนข้างชัดเจน และสมรรถนะโดยรวมอยู่ในระดับก้าวหน้าของผลิตภัณฑ์ต่างประเทศที่เทียบเคียงได้

ผลงานวิจัยและพัฒนาร่วมนี้เป็นความพยายามเชิงปฏิบัติของมหาวิทยาลัยฉางโจวในการส่งเสริมการบูรณาการเชิงลึกระหว่างภาคอุตสาหกรรม สถาบันการศึกษา และการวิจัย และเพื่อสนับสนุนยุทธศาสตร์ระดับชาติ “คาร์บอนคู่” ต่อไปทั้งมหาวิทยาลัยและภาคเอกชนจะยังคงใช้ประโยชน์จากจุดแข็งด้านการเรียนการสอนและการวิจัย ตลอดจนแพลตฟอร์มอุตสาหกรรม เร่งการประยุกต์ใช้เชิงวิศวกรรมและการทำให้เป็นอุตสาหกรรมของอุปกรณ์ผลิตไฮโดรเจนรูปแบบใหม่ และให้การสนับสนุนทางเทคนิคเพื่อส่งเสริมการใช้อุปกรณ์ผลิตไฮโดรเจนประสิทธิภาพสูงประหยัดพลังงานอย่างแพร่หลาย และการผลิตอุปกรณ์พลังงานไฮโดรเจนภายในประเทศ