15셀 쇼트스택이 293시간을 돌았습니다

지난 기술 노트는 30 kW급 HXS-30의 15셀 쇼트스택을 처음 돌린 날에서 끝났습니다. 2026년 8월 26일이었고, 360 A에서 셀당 1.660 V, 15셀 전수 편차 40 mV였습니다. 첫날 값입니다.

첫날 값은 스택에 대해 알려주는 것이 적습니다. 조립이 됐고 전류가 흐른다는 것까지입니다. 그래서 그대로 계속 돌렸습니다. 이 노트는 그 뒤 293시간의 기록입니다.

결과를 먼저 적습니다. 스택은 293시간 동안 한 번도 해체되지 않았고 한 셀도 낙오하지 않았습니다. 30 kW급 규모에서 이만큼 연속으로 돌려 본 것은 처음입니다. 전압 상승률은 아직 목표에 못 미치고, 그 값도 그대로 싣습니다.

첫날 값으로는 스택을 알 수 없습니다. 시간이 알려줍니다.

1. 무엇을 어떻게 돌렸는가

15셀 쇼트스택입니다. 셀 면적은 음극 기준 512 cm², 사출성형 셀프레임 V1, A50R 막, NiFe 계열 다공성 급전체입니다. 전해질 출구 온도를 50 °C로 잡고 360 A 정전류로 돌렸습니다. 전류밀도로는 0.70 A/cm²입니다.

달력으로는 8월 26일부터 9월 9일까지 14일입니다. 그 사이 정지와 재기동이 네 번 있었습니다. 설비 점검과 트립이었고 스택을 해체한 적은 없습니다. 아래 그래프의 가로축은 달력 시간이 아니라 **360 A가 실제로 흐른 누적시간**이고, 그 값이 293시간입니다.

정지 시간을 빼는 이유는 열화율을 시간으로 나누기 때문입니다. 멈춰 있던 시간을 분모에 넣으면 열화가 실제보다 느려 보입니다.

2. 측정값

스택 전압은 25.3 V에서 27.2 V 사이에 있었습니다. 셀당으로는 1.687 V에서 1.812 V입니다. 세로축을 0 V부터 그린 것은 그 상승분이 절대값 위에서 어느 정도인지 같이 보이게 하기 위해서입니다.

산소 중 수소는 1.1 %에서 시작해 1.3 %까지 올라갔습니다. 우리가 권고하는 상한 2 % 아래이고, 293시간 동안의 상승분은 0.2 %p입니다. 막이 무너지고 있다면 이쪽이 먼저 움직입니다. 그런 신호는 없었습니다.

온도는 전 구간 50.0 °C였습니다. 구간별 평균의 차이가 0.1 °C 이내입니다. 15셀 규모에서 냉각과 순환이 의도대로 작동한다는 뜻이고, 동시에 전압 상승을 온도 드리프트로 설명할 수 없다는 뜻이기도 합니다.

그래프에서 전압 곡선이 계단처럼 보이는 것은 계측 분해능입니다. 스택 전압을 0.01 V 단위로 기록하고, 15로 나누면 셀당 0.7 mV 간격이 됩니다.

3. 이 런에서 확인된 것

• **셀 낙오가 없었습니다.** 293시간 동안 한 셀만 주저앉는 일이 일어나지 않았습니다. 쇼트스택에서 셀 수를 늘릴 때 가장 먼저 깨지는 것이 분포입니다.
• **온도 제어가 15셀 규모에서 작동합니다.** 출구 온도가 50.0 °C에서 벗어나지 않았습니다.
• **크로스오버가 상한 아래에서 안정적입니다.** 산소 중 수소 1.1 → 1.3 %, 권고 상한의 절반을 넘지 않았습니다.
• **재기동이 재현됩니다.** 네 번 세웠다 켰고, 그때마다 전압이 직전 추세선 위로 돌아왔습니다. 조립이나 체결이 운전 중에 풀리고 있다면 이 지점에서 계단이 남습니다.

30 kW급 규모에서 이만큼 연속으로 돌려 본 것은 이번이 처음입니다.

설비까지 포함해 보면, 이 런의 의미는 30 kW급 스택을 2주 동안 세워 두지 않고 돌릴 수 있는 상태까지 왔다는 것입니다. 정지 네 번은 모두 스택이 아니라 설비 쪽에서 났고, 그때마다 재기동이 됐습니다.

4. 남은 과제: 전압 상승률

전 구간에 직선 하나를 맞추면 기울기가 셀당 540 µV/h입니다. 이것이 이 런에서 가장 아쉬운 숫자입니다.

비교 대상은 우리 2 kW 스택입니다. HXS-2를 상압에서 2,281시간 돌렸을 때 셀당 80 µV/h였습니다. 첫 기술 노트에서 공개한 값입니다. 540 µV/h는 그 여섯 배가 넘습니다.

가능한 설명이 둘입니다. 하나는 초기 안정화입니다. 새 스택은 처음 수백 시간 동안 전압이 빠르게 움직이고 그 뒤 기울기가 내려갑니다. 2 kW 스택의 80 µV/h도 2,281시간 전체를 맞춘 값이라 초기 구간만 보면 더 컸습니다. 다른 하나는 대면적 셀에서 실제로 더 빠른 열화가 일어나고 있다는 것입니다.

293시간으로는 둘을 나눌 수 없습니다. 초기 안정화라면 앞으로 수백 시간 안에 기울기가 꺾입니다. 열화라면 직선이 그대로 이어집니다. 기울기가 꺾이는지를 보려면 계속 돌리는 것 말고 방법이 없고, 그래서 계속 돌리고 있습니다.

이 숫자를 좋게 보이도록 자르는 구간은 만들지 않았습니다. 전 구간에 직선 하나만 맞췄습니다.

5. 다음

46셀 풀스택은 2026년 9월에 첫 구동을 마쳤습니다. 15셀에서 확인한 것과 확인하지 못한 것을 함께 가지고 갔습니다.

HXS-30 46셀 풀스택은 지금 구입할 수 있습니다. 46셀 구동 결과도 이 노트와 같은 방식으로 적겠습니다. 조건과 전 구간을 함께 내고, 확인하지 못한 것은 확인하지 못했다고 적습니다.

이 노트의 값은 전부 한 대의 스택, 한 번의 런에서 나온 것입니다. 같은 조건의 두 번째 런으로 재현을 확인하기 전까지는 그렇게 읽어 주시기 바랍니다.