Le piastre sinterizzate in polvere di titanio sono comunemente utilizzate come elettrodi catodici e anodici nelle celle di elettrolisi dell'acqua per la produzione di idrogeno, per convertire l'energia elettrica in energia chimica, promuovere l'elettrolisi dell'acqua e generare idrogeno e ossigeno.
Il numero richiesto di piastre sinterizzate in polvere di titanio dipende dal design della cella di elettrolisi e dalle condizioni specifiche dell'applicazione. Ecco un metodo di stima approssimativa:
Assumendo un tasso di produzione di idrogeno di 1 metro cubo all'ora, alle condizioni standard di temperatura 273.15K e pressione 101.325kPa, la massa di idrogeno prodotta è di circa 0.08988kg.
Sulla base della massa molare dell'idrogeno, 1 metro cubo di idrogeno contiene 4.481 moli di idrogeno.
Per l'elettrodo catodico, basato sulla reazione 2H2O più 2e- → H2 più 2OH-, ogni molecola di idrogeno richiede 2 elettroni per partecipare alla reazione di riduzione. Pertanto, per produrre 1 mole di idrogeno sono necessari 2*6,02×10^23 elettroni, pari a 1,204×10^24 elettroni.
Supponendo che la tensione di lavoro della cella di elettrolisi sia di 3 V e l'efficienza dell'elettrolisi sia dell'80%, la carica richiesta all'ora è:
Q = 1.204×10^24 × 3 V × 3600 s/h / 0.8 = 6.96×10^29 C/h
Nelle applicazioni pratiche, è necessario considerare la durata dell'elettrodo, la superficie dell'elettrodo ei parametri di progettazione della cella di elettrolisi. Ad esempio, una comune cella di elettrolisi da 300 W richiede in genere diversi metri quadrati di piastre sinterizzate in polvere di titanio come elettrodi catodici e anodici e il numero specifico di elettrodi dipende dal design della cella di elettrolisi e dalle condizioni operative.
