Спеченные пластины из титанового порошка обычно используются в качестве катодных и анодных электродов в ячейках для электролиза воды для производства водорода, для преобразования электрической энергии в химическую, стимулирования электролиза воды и получения водорода и кислорода.
Необходимое количество спеченных пластин из титанового порошка зависит от конструкции электролизера и конкретных условий применения. Вот приблизительный метод оценки:
Предполагая, что скорость производства водорода составляет 1 кубический метр в час, при стандартных условиях температуры 273,15 К и давления 101,325 кПа масса произведенного водорода составляет приблизительно 0,08988 кг.
Исходя из молярной массы водорода, 1 кубический метр водорода содержит 4,481 моль водорода.
Для катодного электрода, основанного на реакции 2H2O плюс 2e- → H2 плюс 2OH-, каждой молекуле водорода требуется 2 электрона для участия в реакции восстановления. Следовательно, для производства 1 моля водорода необходимо 2*6,02×10^23 электрона, что равно 1,204×10^24 электрона.
Предполагая, что рабочее напряжение электролизера составляет 3 В, а эффективность электролиза составляет 80 процентов, необходимая зарядка в час составляет:
Q = 1.204×10^24 × 3 V × 3600 s/h / 0.8 = 6.96×10^29 C/h
В практических приложениях необходимо учитывать срок службы электрода, площадь поверхности электрода и конструктивные параметры электролизера. Например, для обычного электролизера мощностью 300 Вт обычно требуется несколько квадратных метров спеченных пластин из титанового порошка в качестве катодных и анодных электродов, а конкретное количество электродов зависит от конструкции электролизера и условий эксплуатации.
