전통적인 고체-기체 복합 수소 저장 반응기에서 발생하는 유량 조절 어려움 및 압력 불일치 문제를 해결하기 위해 벤츄리 에젝트 효과를 융합한 신형 반응기 구조를 제안하였으며, 다중 물리장 결합 수치 모델을 구축하여 노즐 구조 매개변수 및 주요 운전 조건이 수소 방출 성능에 미치는 영향을 연구하고 단일 저장 방식과 비교 분석하였다. 연구 결과 노즐의 기하학적 매개변수가 에젝트 성능에 비선형적 영향을 미치며, 길이 9~13 mm, 직경 약 0.4 mm의 노즐이 안정성과 에젝트 효율 사이에서 최적 균형을 이룬다. 고압 수소 입구 압력 상승은 순간 유량 출력을 높이나 에젝트 비율은 감소시킨다. 출구 배압 상승은 에젝트 비율 향상에 도움을 주지만 가스 제트 능력 및 동적 반응 속도를 억제한다. 고체 저장 유닛의 열 관리 온도 상승은 초기 수소 방출 속도를 가속화하지만 중후기에는 영향이 제한적이다. 고체와 기체 복합비가 1:1일 때, 본 복합 저장 방안은 20 MPa 기체 저장 방법 대비 부피를 약 34.4%, 압축 에너지 소비를 약 41.7% 줄인다. 단일 고체 저장 방식과 비교 시 열 관리 에너지 소비는 약 50.0% 감소하여 명확한 에너지 효율 시너지를 나타낸다. 본 연구는 고체-기체 복합 수소 저장 반응기 구조 최적화 및 운전 전략 수립에 이론적 기반과 공학적 지침을 제공한다.

고체-기체 복합 수소 저장; 벤츄리 에젝트 효과; 수소 방출 성능; 구조 최적화; 수치 시뮬레이션