チタン粉末焼結プレートは、電気エネルギーを化学エネルギーに変換し、水の電気分解を促進し、水素と酸素を生成するために、水素製造用の水電解セルのカソードおよびアノード電極として一般的に使用されます。
必要なチタン粉末焼結プレートの数は、電解セルの設計と特定の使用条件によって異なります。 大まかな見積もり方法は次のとおりです。
温度 273.15K、圧力 101.325kPa の標準条件で、1 時間あたり 1 立方メートルの水素生成速度を仮定すると、生成される水素の質量は約 0.08988kg になります。
水素のモル質量に基づくと、1 立方メートルの水素には 4.481 モルの水素が含まれます。
カソード電極の場合、2H2O プラス 2e- → H2 プラス 2OH- という反応に基づいて、各水素分子は還元反応に参加するために 2 つの電子を必要とします。 したがって、1 モルの水素を生成するには、2*6.02×10^23 電子が必要であり、これは 1.204×10^24 電子に相当します。
電解セルの動作電圧が 3V で、電解効率が 80% であると仮定すると、1 時間あたりに必要な充電量は次のようになります。
Q = 1.204×10^24 × 3 V × 3600 s/h / 0.8 = 6.96×10^29 C/h
実際の応用では、電極の寿命、電極表面積、電解セルの設計パラメータを考慮する必要があります。 たとえば、一般的な 300W 電解セルでは通常、陰極および陽極電極として数平方メートルのチタン粉末焼結プレートが必要で、電極の具体的な数は電解セルの設計と動作条件によって異なります。
