|
9:00
|
Bc.
Nela
Adamová
|
M1
|
doc. Ing. Martin Paidar, Ph.D.
|
Příprava a charakterizace YSZ elektrolytu
|
detail
Příprava a charakterizace YSZ elektrolytu
V poslední době roste zájem o obnovitelné zdroje energie, které nabízejí alternativu k fosilním palivům. Nevýhodou těchto zdrojů je jejich nestálý výkon v čase, a proto je třeba dočasně ukládat přebytečnou energii vhodnou technologií. Perspektivní technologií pro vratnou přeměnu energie jsou vysokoteplotní články s pevnými oxidy (SOC), jejichž hlavní výhodou je schopnost pracovat jako elektrolytický nebo jako palivový článek v rámci jednoho zařízení. Provozní teplota SOC se pohybuje kolem 800 °C, což vede k rychlé kinetice reakcí, ale zvyšuje nároky na použité materiály. Klíčovou součástí SOC je plynotěsný elektrolyt, který je nejběžněji tvořený oxidem zirkoničitým dopovaným oxidem yttritým (YSZ). Oxid yttritý vytváří kyslíkové vakance ve struktuře oxidu zirkoničitého a ovlivňuje tak iontovou vodivost YSZ elektrolytu. Tato práce byla zaměřena na přípravu a charakterizaci YSZ elektrolytu o různém přídavku dopantu Y2O3. Nejprve byl syntetizován YSZ prášek a následně z něj byly připraveny elektrolyty, u kterých byly zkoumány strukturní vlastnosti spektroskopickými metodami a iontová vodivost pomocí elektrochemické impedanční spektroskopie. Získané výsledky nám umožňují lépe popsat vliv složení elektrolytu a strukturních vlastností na celkovou iontovou vodivost elektrolytu.
|
|
9:15
|
Bc.
Olívia
Čobejová
|
M1
|
Ing. Jakub Mališ, Ph.D.
|
Porovnanie zliatinových a nezliatinových katalyzátorov pre palivové články typu PEM
|
detail
Porovnanie zliatinových a nezliatinových katalyzátorov pre palivové články typu PEM
Palivové články typu PEM sú v dnešnej dobe považované za neoddeliteľnú súčasť energetickej budúcnosti. Jedným z problémov sprevádzajúcich ich vývoj je katalýza. Katalyzátor umožňuje rozpad vodíka na protóny a elektróny a ich nasledujúce reakcie s kyslíkom za vzniku vody. Membránový elektrolyt je pre protóny priepustný, pre elektróny tvorí bariéru. Elektróny sú nútené putovať na anódovú stranu skrz vonkajší obvod, kde sa ich tok prejavuje ako elektrický prúd. Elektródové reakcie vyžadujú kovy s vysokou aktivitou. Ako jediný vyhovujúci katalytický kov sa javí čistá platina. Jej vysoká cena a nízke surovinové rezervy majú za príčinu potrebu hľadania schodnejších alternatív. Nádej riešeniu problému dávajú zliatinové katalyzátory.
Testované boli štyri typy katalyzátorov: katalyzátor z čistej platiny s obsahom 40% Pt nanesený metódou CCM na obe strany, katalyzátor zo zliatiny platiny a kobaltu s pomerom Pt:Co 3:1 nanesený metódou CCM na obe strany a katalyzátor zo zliatiny platiny a céru so 100 µg a 150 µg platiny nanesený metódou magnetrónového naprašovania na anódovú stranu s katódovou stranou opatrenou katalyzátorom z čistej platiny s obsahom 40% Pt. Katalyzátory boli charakterizované z hľadiska chovania pri dlhodobej prevádzke, výkonových maxím a vplyvov zmien štruktúry.
|
|
9:30
|
Bc.
Vojtěch
Drobný
|
M1
|
Ing. Martin Prokop, Ph.D.
|
Vliv tloušťky těsnění a komprese cely na výkon PEM elektrolyzéru vody
|
detail
Vliv tloušťky těsnění a komprese cely na výkon PEM elektrolyzéru vody
Elektrolyzér vody s polymerní membránou je progresivní technologií pro výrobu H2 v rámci vodíkové ekonomiky. Vyniká především svojí kompaktností a vysokými proudovými hustotami, naproti tomu nevýhodou je vyšší cena. Cela se skládá z kation-selektivní membrány, anody s IrO2 katalyzátorem a katody s Pt katalyzátorem na uhlíkovém nosiči. Ohmický odpor cely je klíčovým parametrem pro výkon elektrolyzéru. Odpor je ovlivněn zejména kontaktem elektrod s membránou, což souvisí s kompresí komponent v cele. Cílem této práce je ověřit vliv momentu stlačení cely na výkon elektrolyzéru. K charakterizaci byla využita elektrochemická impedanční spektroskopie a měření polarizačních křivek.
![]()
|
|
9:45
|
Bc.
Kateřina
Hradečná
|
M2
|
Ing. Jaromír Hnát, Ph.D.
|
Niklová pěna jako elektroda pro alkalickou elektrolýzu vody
|
detail
Niklová pěna jako elektroda pro alkalickou elektrolýzu vody
Alkalická elektrolýza vody (AWE) představuje jednu z technologií uvažovanou pro konverzi a uskladnění elektrické energie. Vlastní elektrochemické reakce vývoje vodíku a kyslíku probíhají na elektrodách, které tak tvoří klíčovou součást alkalického elektrolyzéru, rozhodující o účinnosti celého procesu. V průmyslové AWE jsou často využívány ploché Ni elektrody. Využití 3D elektrody přináší výhodu většího měrného povrchu, a tedy navýšení počtu aktivních center. Tato změna vede v konečném důsledku ke zlepšení charakteristik AWE. K zapojení většího povrchu je také nutné zajistit dostatečný iontový kontakt v objemu porézní elektrody. Toho může být dosaženo zvolením vhodných pracovních podmínek AWE.
Cílem této práce je charakterizace elektrochemických vlastností porézní Ni elektrody pro AWE za různých koncentrací roztoku KOH a teplot. Za tímto účelem byla studována kinetika reakce vývoje kyslíku a vodíku pomocí metod elektrochemické impedanční spektroskopie a provedením Tafelovy analýzy polarizačních křivek. Vedlejší cíl představuje ověření možnosti navýšení elektrochemických vlastností Ni pěny pomocí jednoduché předúpravy. Na základě získaných výsledků však pozitivní vliv zvolených možností předúpravy Ni porézní elektrody nebyl prokázán.
|
|
10:00
|
Bc.
Jaroslav
Kasan
|
B1
|
Ing. Milan Bernauer, Ph.D.
|
Konverze CO2 na methan.
|
detail
Konverze CO2 na methan.
Methanizace nebo také Sabatierova reakce je katalytická hydrogenace oxidů uhlíku (CO a CO2), která nalézá uplatnění v širokém spektru oborů, ve kterých je například potřeba eliminovat stopová množství COx, nebo konvertovat jejich přebytek na uhlovodíky. V dnešní době je výzkum methanizace zaměřen také na řešení problémů spojených s globálním oteplováním a efektivnějším využíváním surovin. Výzkum katalyzátorů pro methanizaci CO2 se především soustředí na studium jeho aktivní (kovové) složky, ale také na strukturu jeho nosiče. Bylo zjištěno, že nejsilnější katalytický vliv na tuto reakci mají kovy skupiny VIIIB a to v následujícím pořadí: Ru > Fe > Ni > Co > Rh > Pd > Pt > Ir. Nejčastěji používanými nosiči jsou alumina nebo zeolitické matrice. Tato práce se zabývá katalytickými testy na souboru zeolitických katalyzátorů s cílem porovnat jejich aktivitu s nejčastěji používaným typem katalyzátoru - Ni-zeolit. Byla sestavena methanizační aparatura a odladěn plynový chromatograf pro analýzu produktů a reaktantů. Pro srovnání byl připraven kontrolní vzorek Ni-ZSM-5 a dále pak série katalyzátorů na různých typech zeolitů (Ferierit, ZSM-5, MCM-22). V rámci práce byl také zkoumán vliv aktivního kovu (Fe, Ni, Mo).
|
|
10:15
|
Bc.
Jan
Křenovský
|
M2
|
Ing. Jakub Mališ, Ph.D.
|
Odolnost PEM palivového článku vůči opakovanému působení teplot pod bodem mrazu
|
detail
Odolnost PEM palivového článku vůči opakovanému působení teplot pod bodem mrazu
Aplikace technologie palivových článků v dopravě otevírá zcela nové otázky, které jsou u komerčních technologií takřka opomíjeny. Jednou z takovýchto oblastí je problematika studených startů, tj. startování vozidel za teplot pod bodem mrazu. V tomto případě je nutno rozlišovat krátkodobou a dlouhodobou odstávku vozidla, na základě čehož rozlišujeme metody studených startů. Podobně diferencujeme osobní a nákladní vozidla. U osobních vozů je preferovanější rychlost startu ve srovnání s těžkou technikou, kde dbáme na šetrnost postupu.
Bod tuhnutí vody vázané ve struktuře membrány se pohybuje v rozmezí -10 °C až -48 °C v závislosti na podmínkách. Překročením saturačního limitu, který je 15 molekul vody na 1 sulfonovou skupinu dochází k tvorbě krystalů. Tomuto jevu lze zabránit snížením poměru molekul vody na jednu sulfonovou skupinu pod číslo 5. Při tvorbě krystalů ledu může dojít k poškození membrány, zejména jejímu proděravění, případně k delaminaci jednotlivých vrstev MEA, což vede k podstatnému snížení výkonu a zkrácení její životnosti.
Cílem této práce je porovnání vlivu nízkých teplot na MEA s obsahem vody nad a pod saturačním limitem. Na základě těchto poznatků mohou být zvoleny optimální podmínky skladování MEA při nízkých teplotách a jejich uvedení do provozu.
|
