Les plaques frittées en poudre de titane sont couramment utilisées comme électrodes de cathode et d'anode dans les cellules d'électrolyse de l'eau pour la production d'hydrogène, pour convertir l'énergie électrique en énergie chimique, favoriser l'électrolyse de l'eau et générer de l'hydrogène et de l'oxygène.
Le nombre requis de plaques frittées en poudre de titane dépend de la conception de la cellule d'électrolyse et des conditions d'application spécifiques. Voici une méthode d'estimation approximative :
En supposant un taux de production d'hydrogène de 1 mètre cube par heure, dans des conditions standard de température de 273,15 K et de pression de 101,325 kPa, la masse d'hydrogène produite est d'environ 0,08988 kg.
Basé sur la masse molaire de l'hydrogène, 1 mètre cube d'hydrogène contient 4,481 moles d'hydrogène.
Pour l'électrode cathodique, basée sur la réaction 2H2O plus 2e- → H2 plus 2OH-, chaque molécule d'hydrogène nécessite 2 électrons pour participer à la réaction de réduction. Par conséquent, pour produire 1 mole d'hydrogène, il faut 2*6,02×10^23 électrons, ce qui équivaut à 1,204×10^24 électrons.
En supposant que la tension de fonctionnement de la cellule d'électrolyse est de 3 V et que l'efficacité de l'électrolyse est de 80 %, la charge requise par heure est :
Q = 1.204×10^24 × 3 V × 3600 s/h / 0.8 = 6.96×10^29 C/h
Dans les applications pratiques, la durée de vie de l'électrode, la surface de l'électrode et les paramètres de conception de la cellule d'électrolyse doivent être pris en compte. Par exemple, une cellule d'électrolyse commune de 300 W nécessite généralement plusieurs mètres carrés de plaques frittées de poudre de titane comme électrodes de cathode et d'anode, et le nombre spécifique d'électrodes dépend de la conception de la cellule d'électrolyse et des conditions de fonctionnement.
