본 발명은 분젠 반응에서 생성된 황산 상과 요오드산 상의 전위차를 이용한 상분리 방법 및 이를 이용한 수소 제조 시스템을 개시한다. 본 발명에 따르면, 열화학적 물분해 수소 제조 시스템으로서, 물, 이산화황 및 요오드를 반응시켜 황산 및 요오드화수소산을 생성하는 분젠 반응기; 상기 분젠 반응기에서 생성된 황산 용액 및 요오드화수소산 용액을 밀도 차에 의해 분리하는 분리기; 및 상기 분리기의 측면에 상하 방향으로 설치되는 복수의 금속 전극 및 상기 복수의 금속 전극 중 서로 인접한 2개의 금속 전극의 전위차를 측정하는 전위차 측정부로 이루어진 계면 결정기를 포함하되, 상기 계면 결정기는 전위차가 형성되는 두 개의 금속 전극의 사이의 위치를 분리 계면 지점으로 결정하는 열화학적 물분해 수소 제조 시스템이 제공된다.