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스택(HXS-2·HXS-30)은 전극·MEA·분리판·엔드플레이트를 체결한 전해 반응부이며, 전원·전해액 순환·기액 분리·안전 계통(BoP)은 고객이 설계해 붙입니다. 시스템(HXB-V1)은 그 스택에 BoP를 통합해 전원과 물만 연결하면 수소가 나오는 완제품 수소발생기입니다. 전극(HXP-an·HXP-ca)은 스택을 구성하는 소재 단품입니다.

200 × 300 mm, 300 µm는 얇은 대면적 시트로 전극 커팅, MEA 제작, 스택 레벨 평가에 적합합니다. 100 × 100 mm, 3 mm는 두꺼운 소면적으로 실험실 스케일 테스트, 단전지 평가, 촉매 스크리닝에 적합합니다. HXP-ca는 200 × 300 mm 기준 두께 260 ± 20 µm이고 촉매는 Pt/C 또는 PtRu/C 중 선택합니다. 촉매 로딩은 0.2 mgPGM/cm²이며, PtRu 사용 시 Pt와 Ru를 합한 총 PGM 질량 기준입니다. 표준 포맷은 약 2주 출하이고, 맞춤 두께나 대형 사이즈는 기재 조달과 합성 공정 때문에 최대 약 2개월까지 걸립니다.

표준 구성은 SUS316L 엔드플레이트와 니켈계 금속 분리판이며, 티타늄이나 다른 스테인리스강으로 바꿔 제작할 수 있습니다. 주문 제작이므로 문의 단계에서 세 가지를 함께 확정합니다. 바꿀 부품(엔드플레이트·분리판), 그렇게 바꾸려는 조건(전해액 종류와 농도, 온도, 전위 범위), 그리고 수량과 납기입니다. 두 가지는 미리 알려드립니다. 유로 형상 변경과는 별개입니다. HXS-2·HXS-30 분리판은 금형으로 만들기 때문에 형상은 그대로 두고 소재만 바꾸는 방식이며, 유로 형상까지 바꾸는 맞춤은 HXS-0에서 가능합니다. 그리고 표준 구성이 아니므로 공개된 성능·내구 데이터를 그대로 적용하지 않고, 어디까지 검증된 범위인지 견적과 함께 명시합니다.

수전해가 아닌 용도로 공급한 사례가 있습니다. 다만 범위는 분명히 해 두겠습니다. 양극(HXP-an)과 셀·스택 하드웨어는 다른 전기화학 반응에 적용할 수 있고, 활성면적·셀 수·유로를 목적에 맞게 제작합니다. 음극은 고객 설계 범위로 둡니다. HXP-ca는 수소 발생 반응용 Pt/C·PtRu/C 전극이어서 CO₂ 환원이나 염소 발생 조건의 성능 데이터를 저희가 갖고 있지 않습니다. 부식성이 강한 전해액이나 산화 조건은 재질 적합성부터 검토하며, 필요하면 엔드플레이트·분리판 소재를 바꿔 제작합니다. 반응 종류, 전해액 조성, 목표 전류밀도와 전위 범위를 알려주시면 어디까지 당사 범위로 맡고 어디부터 고객 범위인지 먼저 정리해 드립니다.

HXS-0 시험 셀은 가스켓 창으로 활성면적 1–25 cm²를 선택하고, 단전지부터 20셀 쇼트스택까지 구성합니다. 3 × 3 cm(9 cm²)는 표준 범위 안이라 그대로 제작합니다. 기본 유로는 Single-serpentine이고, 시험 목적에 따라 유로 형상도 맞춤 제작할 수 있습니다. 기본 공급 구성에는 MEA가 포함되지 않으며, 요청하시면 HXP-an·HXP-ca와 막을 포함한 MEA 구성으로 공급합니다. 활성면적, 셀 수, 유로를 확정한 뒤 제작에 들어가므로 문의하실 때 이 세 가지와 시험 목적을 함께 알려주시면 납기를 바로 안내할 수 있습니다.

HXB-V1은 저희도 사내에서 자체 스택 평가 스테이션으로 쓰고 있어 전해액 유속과 온도 제어, 데이터 기록을 담당합니다. 다만 내장 파워서플라이가 저희 2 kW 스택의 운전 구간에 최적화되어 있어 전압과 전류를 완전히 자유롭게 스윕할 수는 없습니다. i-V 곡선 측정이나 저전압 쇼트스택, 단전지 평가처럼 넓은 범위가 필요하면 별도 프로그래머블 파워서플라이를 함께 쓰시는 구성을 권장합니다.

작동 방향이 반대입니다. HXB-V1은 수전해기라 파워유닛이 스택에 전류를 밀어넣고 알칼리 전해액 순환 루프와 온도 제어, 데이터 기록을 관리합니다. 연료전지 테스트 벤치는 반대로 셀에서 전류를 빼내는 전자부하와 MFC, 가습, 배압 제어가 필요한데 그 부품들이 없습니다. potentiostat를 보유하고 계셔도 가스 공급과 가습, 배압 하드웨어를 대체하지는 못합니다. 목적이 수전해 셀이나 스택 평가라면 단전지와 쇼트스택 테스트 구성을 제안드릴 수 있습니다.

HXS-0은 Single-serpentine 유로가 기본이며, 시험 목적에 따라 1–25 cm² 범위에서 유로 형상을 맞춤 제작할 수 있습니다. HXS-2와 HXS-30은 금형으로 제작한 분리판을 사용하므로 내부 유로 변경을 지원하지 않습니다. 시험 목적과 운전 조건을 알려주시면 HXS-0 맞춤 범위 또는 양산형 스택의 기존 유로에서 가능한 평가 방법을 안내합니다.

기본 공급 구성에는 MEA가 포함되지 않습니다. 요청 시 HXP-an·HXP-ca와 막을 포함한 MEA 구성으로 공급할 수 있습니다.

더 높은 유량이 불가능한 것은 아니지만 저희가 그 조건으로 직접 운전해 검증한 데이터가 없어 성능과 수명을 숫자로 보장하기 어렵습니다. 병목은 외부 배관이 아니라 스택 내부 유로와 매니폴드 단면이고, 유량이 오르면 차압이 커져 애노드와 캐소드 사이 압력차가 벌어집니다. 고유량이 필요한 외부 용도라면 공용 전해액 탱크에 스택 루프(약 4 L/min)와 용도 루프를 분리하는 구성을 권장합니다.

공개된 수치는 각각 다른 조건에서 얻은 값입니다. HXP-an 단품 수치(Tafel 기울기 98.7 mV/dec 등)는 0.3 M KOH·상온의 3-전극 측정값입니다. HXS-0 카탈로그 i-V 곡선은 활성면적 4 cm²·1 M KOH·80 °C 조건이고, 스택 곡선의 대표 조건은 0.1 M KOH·50 °C이며, HXS-2 효율 88% 표기는 0.3 M KOH·60 °C 개시 조건입니다. 뒤의 두 조건이 다른 이유는 시기입니다. 현재 권장 운전 조건은 0.1 M KOH·50 °C이고, 88% 는 그보다 앞선 조건에서 측정한 값입니다. 전해액 농도와 온도가 달라지면 같은 전류밀도에서 셀전압도 달라지므로 같은 전극이라도 조건이 다르면 다른 값이 나옵니다. 별도의 활성화 공정은 없습니다. 승온 후 정격 전류로 바로 운전하고, 전압이 안정된 뒤 측정하시면 됩니다. 전극을 주문하시면 권장 운전·측정 조건을 함께 전달합니다. 측정값이 크게 벗어나면 사용하신 조건을 보내주십시오. 전해액 종류와 농도, 온도, 막과 이오노머 구성, 체결 토크, 활성면적, 측정 방식(정전류·정전압·스캔 속도)까지 알려주시면 담당 엔지니어가 같은 조건으로 대조해 원인을 함께 찾습니다.

동국대 연구팀이 당사 전극을 사용한 결과를 Small에 발표했습니다(S. Jo 외, Small, 2025, DOI 10.1002/smll.202411883). 음극 촉매를 PEM·AEM 수전해에서 함께 평가한 연구입니다. 스택 사양을 다른 업체와 비교하실 경우에는 2026년 산업용 AEM 스택 리뷰 논문(Current Opinion in Chemical Engineering 51, 101218)에 상업용 AEM 스택 9개사 비교표가 있고 당사 HXS-2가 포함되어 있습니다. 그 표에 적힌 당사 조건 0.3 M KOH·60 °C는 당사가 공개한 효율 88% 개시 조건이고, 같은 제품의 i-V 곡선과 대표 운전 조건은 0.1 M KOH·50 °C입니다. 한 제품에 조건이 두 가지 있으니 어느 조건의 수치인지 구분해서 보셔야 합니다. 당사 자체 데이터는 제품 데이터시트와 장기 데이터 해설에 측정 조건과 함께 공개하고 있으니, 조건이 다른 수치를 나란히 놓으면 비교가 성립하지 않는 점을 감안해 확인해 주십시오. 미공개 상세 데이터를 상호 공유해야 하는 단계에서는 NDA를 체결합니다.

스택 온도가 높으면 수소에 동반되는 수증기가 늘어납니다. 다만 주 불순물이 수분이므로, 검증된 운전 범위 안에서 건조기로 수분을 제거하면 ≥ 99.999%를 확인했습니다.

공개 데이터와 공급 사양은 0.1–1 M KOH 기준이고 대표 조건은 0.1 M KOH·50 °C입니다. 0.1 M KOH가 pH 13 수준이므로 pH 11은 알칼리 농도가 그보다 100배 낮은 조건입니다. 이 영역은 시험한 적이 없고, 운전 하한으로 정해 둔 값도 없습니다. 낮은 농도에서는 전해액 전도도가 떨어져 같은 전류밀도에서 셀전압이 올라가고 이온 전달 조건이 달라지므로, 공개된 성능·내구 데이터를 그대로 적용할 수 없습니다. 그래서 지금 단계에서 가능하다고 답하지 않겠습니다. 목표 pH와 그 조건이 필요한 이유(수질 제약, 재질 제약, 공정 조건 등)를 알려주시면 시험 가능성과 확인 방법을 검토해 회신합니다.

HXB-V1은 0 barg와 10 barg 운전을 하나의 공급 사양으로 지원하며, 납품 후에도 장비 소프트웨어에서 원하는 압력을 선택할 수 있습니다. 둘 중 하나로 고정되는 별도 하드웨어 구성이 아닙니다.

전해액이 목표 온도에 도달하기 전에도 전기분해를 시작할 수 있어, 예열을 기다리지 않고 수소를 받으실 수 있습니다.

이상 상황에서 수소는 벤트 라인으로 배출되도록 설계되어 있습니다.

막을 통한 수소 투과는 압력과 온도로 정해지고 전류와는 거의 무관한데 산소 생산량은 전류에 비례하기 때문입니다. 같은 투과량이 더 적은 산소에 섞이므로 비율이 올라갑니다. HXS-2 23셀 실측으로 상압에서 정격 0.39%, 40% 부하 0.66%이고 6 barg에서 정격 0.98%, 40% 부하 1.75%입니다. 절대값보다 배율이 중요한데 60% 부하에서 1.25~1.43배, 40% 부하에서 1.67~1.94배이고 이 배율은 압력이 달라도 거의 같습니다. 여유가 얼마나 남는지는 압력이 정합니다. 상압이면 관리 기준 2%까지 60% 부하에서도 넉넉하지만, 6 barg 40% 부하는 2%까지 0.25 퍼센트포인트만 남습니다. 그래서 가압 운전에서 최소 부하는 압력의 함수입니다. 그보다 깊은 turndown이 필요하면 최소부하 제한과 저부하 시 감압, 산소측 하드 인터록을 설계에 넣기를 권합니다. 이 스윕은 상압부터 6 barg까지 49점을 잰 것이고, 정격 압력인 10 barg 조건의 부하 스윕은 아직 없습니다. 필요하시면 조건을 정해 측정해 드립니다.

다만 재조립에는 유압 프레스가 필요합니다. HXS-2는 압축 조립식이라 개봉·분해·재조립이 되지만, 조립 절차가 게이지 5톤까지 압축한 뒤 토크렌치로 5 Nm과 7 Nm 두 단계로 볼팅하고 4방향 압축 길이를 재는 순서입니다. 프레스와 압축용 알루미늄 블록, 토크렌치, 버니어캘리퍼스가 함께 있어야 합니다. 프레스가 없는 환경이면 분해 전에 알려주십시오. 방법을 함께 찾겠습니다. 가장 흔한 실패는 가스켓입니다. O-ring이 자리 밖으로 올라오고 MEA 가스켓은 안쪽으로 수축하므로 결착 후 밀어넣어야 합니다. 재조립 가이드를 함께 제공하고, 재조립 이후의 성능과 누설 조건은 건별로 협의합니다.

KOH는 운전 중 소모되지 않고 물만 소모되며 그 보충은 자동으로 이뤄집니다. 그래서 상태와 성능 추이를 보고 교체합니다. 다음 중 하나가 관찰되면 교체를 검토하십시오. 같은 전류에서 셀 전압이 이전 대비 지속적으로 상승할 때, 셀 사이 전압 편차가 커지는 추세일 때, 전해액의 색이나 투명도가 달라지거나 침전물이 보일 때입니다. 산소 내 수소(H₂-in-O₂)가 2%를 넘으면 그때는 정지 후 점검하십시오. 교체 간격은 운전 조건에 따라 크게 달라집니다. 고온·고농도·고전류로 운전할수록 짧아집니다. 조건별 권장 범위가 필요하시면 운전 조건을 알려주십시오.

예를 들어 5대를 적층하면 10 kW급이 되어 하루 약 5 kg 수준입니다. 그보다 큰 용량은 HXS-30 스택 기반 맞춤 설계로 안내합니다. 필요 유량과 일일 운전시간을 알려주시면 구성을 제안합니다.

여러 대를 병렬로 운전하고 출구를 하나의 수소 배관으로 합칩니다. 그 뒤의 건조기와 저장 설비는 공동으로 씁니다. 배선은 유닛마다 LAN 한 줄을 네트워크 허브로 넣고, 허브에서 노트북으로 한 줄입니다. 데스크톱 앱의 다중 제어 화면에 연결된 유닛이 상태와 함께 나열되고 전체 동시 명령과 개별 유닛 단독 제어를 같은 화면에서 합니다. 구조는 밝혀 두는 편이 낫겠습니다. 특정 유닛이 하드웨어 마스터가 되지 않고 모든 HXB-V1이 완결된 발생기이며, 조율은 소프트웨어가 하고 몇 대를 어느 출력으로 돌릴지는 운전자가 정합니다. 소프트웨어 설계 한계는 50대이고, 그만큼 동시에 운전해 본 값은 아닙니다.

전해액은 탈이온수에 0.1 M KOH, 유량은 4 L/min 기준(허용 1~10 L/min), 온도 50 °C이고, 애노드 전해액 루프와 수소 출구는 대기압에 가까운 상태로 자유 벤트합니다. 루프 순서는 탱크에서 필터, 액면 아래에 둔 가변속 펌프, 열교환기, 입구 온도센서, 유량계를 지나 스택으로 들어가고 출구 온도와 애노드 압력을 재고 탱크로 돌아옵니다. 스택 자체 압력강하는 4 L/min에서 약 0.11 bar이고, 부속과 배관 손실을 더하기 전 예비 선정 기준으로 4 L/min에서 가용 차압 0.3 bar 이상인 가변속 펌프를 봅니다. 한 가지는 분명히 해 두겠습니다. HXS-2의 10 barg는 수소측 최대 운전압력이고 허용 차압 10 bar가 아닙니다. 단품 스택에는 PLC나 표준 통신 인터페이스가 없어 유량, 양측 압력, 전류·전압, 온도, 누설, 비상정지를 외부 제어기가 담당합니다. 정상과 과도 상태를 모두 포괄하는 단품 스택 차압 한계는 아직 정해진 값이 없습니다. 루프 계통도, 포트 규격, 열부하, 위치별 최소 계측 목록은 스택 통합 가이드에 있습니다. 사이트에서 바로 보실 수 있고 국·영문 PDF 로도 받으실 수 있습니다.

최소 주문 수량이 없어 표준 포맷은 1장부터 주문하실 수 있습니다. 맞춤 기재 조달은 최대 약 2개월이 걸리므로, 동일한 NiFe-LDH 코팅을 쓰는 표준 200 × 300 mm(300 µm) 양극을 먼저 받아 코팅과 안정성을 평가하시는 편이 빠릅니다. 다만 표준 포맷은 기재 자체가 아니라 코팅과 OER 성능을 평가하기에 적합하다는 점을 감안해 주십시오. 커스텀 견적은 병행해서 준비합니다. 상세 성능 데이터나 시험 결과를 상호 공유해야 하는 단계에서는 NDA를 체결합니다. 무상 샘플 제도는 운영하지 않습니다.

양극은 NiFe-LDH 기반 비귀금속 촉매를 사용하고, 음극은 0.2 mgPGM/cm²의 Pt 또는 PtRu계 촉매를 사용합니다. 저희는 특정 막·음극 촉매 공급사에 묶이지 않고 여러 브랜드를 사용하며, 납품 스택에 적용된 구성을 상세히 공유합니다. 양극 HXP-an은 자체 합성하므로 교체 부품을 직접 공급합니다. 이후 교체는 직접 소싱하시거나 저희 전극과 MEA 세트를 주문하시는 두 경로 모두 열려 있습니다. 합성 레시피와 이오노머 세부 조성은 비공개입니다.

스택과 19인치 시스템 외함의 STEP 파일을 제공할 수 있습니다. 파일 용량이 큰 경우 별도 링크로 전달합니다. 설치 검토용 치수 자료도 함께 보내드립니다.