公开了用于固态的金属氧化物如二氧化钛的电化学还原的电化学池。该电化学池包括(a)熔化的电解质(18)，(b)至少部分的由金属氧化物形成的与电解质接触的阴极(20)，(c)阳极(14)，和(d)分隔开电解质和阳极的隔膜(16)。该隔膜可透过氧阳离子，但不透过在电解质中的溶解的金属。任选的，隔膜不透过下列的任何一种或多种(i)除氧阴离子之外的电解质阴离子、(ii)阳极金属阳离子、和(iii)任何其他离子和原子。还公开了基于上述电化学池的电化学方法。