|
8:20
|
Martin
Bureš
|
M2
|
prof. Dr. Ing. Juraj Kosek
|
Modelování strategií pro zmírnění ztrát ve vanadových redoxních průtočných bateriích
|
detail
Modelování strategií pro zmírnění ztrát ve vanadových redoxních průtočných bateriích
Vanadové průtočné baterie jsou jednou z možností, jak uskladnit energie z obnovitelných zdrojů. Energie se ukládá elektrochemickou reakcí na porézních elektrodách, skrz které protéká elektrolyt. Elektrodové cely jsou oddělené kationt-selektivní membránou. Ty jsou v ideálním případě propustné pouze pro vodíkové ionty, které přenáší elektrický náboj. Ve skutečnosti jsou však propustné i pro vanadové kationty a vodu, což snižuje účinnost baterie a současně vede k vratnému poklesu její kapacity při dlouhodobém provozu.
V této práci je pomocí matematického modelu simulováno chování monočlánku reálné baterie. Využíváme její rozdělení na 4 části: pozitivní a negativní polo-článek a 2 zásobní tanky k nim připojené. Model zahrnuje popis transportu iontů skrz membránu Nernst-Planckovu rovnicí, popis kinetiky synproporcionačních reakcí a elektrochemických reakcí Butler-Volmerovou rovnicí. K výpočtu přetoku vody využíváme hodnoty osmotických tlaků elektrolytů. K popisu rovnovážného napětí je použita Nernstova rovnice. Model je zpřesněn fitováním parametrů kinetiky elektrodových dějů na zátěžovou křivku. Model lze využít k testování různých strategií s cílem zpomalit pokles kapacity baterie a zachovat tak vysokou účinnost provozu. Jako nadějné je hydraulické spojení zásobníků elektrolytu.
![]()
|
|
8:40
|
Bc.
Ondřej
Dupal
|
M2
|
doc. Dr. Ing. Milan Jahoda
|
Měření hustoty zuhelnatělých zbytků pomocí fotogrammetrie
|
detail
Měření hustoty zuhelnatělých zbytků pomocí fotogrammetrie
Matematické modelování požárů umožňuje zredukovat náklady na finančně nákladné požární zkoušky a pomáhá zefektivnit volbu požárně-bezpečnostního systému. Aby bylo možné vytvořit komplexní model šíření požáru, je nutné zadání velkého množství vstupních parametrů pokrývajících mimo jiné tepelné vlastnosti hořících materiálů. Velkým problémem bývá nedostupnost těchto parametrů v literatuře nebo ve správném formátu pro model a musí být zjišťovány experimentálně.
Cílem této práce bylo experimentálně vyhodnotit objemovou hustotu zuhelnatělých zbytků vznikajících při hoření dřevěných materiálů, protože tyto zbytky významně ovlivňují transport tepla a hmoty při procesu hoření. Jelikož se jedná o porézní materiál, který v kapalinách bobtná a pohlcuje kapalinu svými póry, nebylo možné měřit hustotu pomocí Archimedova zákona. Bylo přistoupeno k měření pomocí fotogrammetrie, která rekonstruuje tvary a rozměry z fotografií a využívá se pro 3D tisk nebo mapování reliéfu zemského povrchu.
K tomuto účelu byl sestaven nízkonákladový 3D skener, na kterém byly měřeny zuhelnatělé vzorky. Jeho výstupem byla sada fotografií, která byla zpracována vhodným softwarem.
|
|
9:00
|
Bc.
Petr
Jelínek
|
M2
|
doc. Ing. Miroslav Šoóš, Ph.D.
|
Příprava agregátů pro biomedicínské aplikace v mikrofluidním zařízení
|
detail
Příprava agregátů pro biomedicínské aplikace v mikrofluidním zařízení
Mikrofluidní zařízení umožňující produkci kapek jsou v dnešní době intenzivně zkoumána díky mnoha výhodám a značnému potenciálu například při přípravě mikrostrukturovaných léčiv či pokročilých funkčních materiálů. Oproti práci ve velkém objemu je jejich hlavní výhodou lepší kontrola parametrů toku a podmínek uvnitř kanálku. Cílem práce byl návrh a výroba mikrofluidního zařízení pro agregaci nanočástic. Zařízení bylo navrženo v programu AutoCAD a vyrobeno pomocí CNC obrábění. Byly připraveny dvě geometrie mikrofluidního čipu a otestovány různé průtoky kontinuální (butanol) a dispergované (voda) fáze. Připravené zlaté, železné a polymerní nanočástice byly agregovány v mikrofluidním zařízení. Podmínky agregace byly zvoleny dle výsledku parametrické studie. Kombinace zlatých nanočástic s unikátními opticko-elektrickými vlastnostmi, železných magnetických nanočástic a biokompatibilního polymeru nabízí potenciál pro zlepšení nosičů pro cílené doručování léčiv. Připravené homogenní i heterogenní agregáty a samotné nanočástice byly charakterizovány pomocí metody dynamického rozptylu světla, UV-VIS spektrometrie a optické i skenovací elektronové mikroskopie.
|
|
9:20
|
Bc.
Lenka
Kolářová
|
M2
|
prof. Dr. Ing. Juraj Kosek
|
PVC elimination from plastic mixtures: the change from waste to a useful resource
|
detail
PVC elimination from plastic mixtures: the change from waste to a useful resource
The accumulation of plastic waste in our world is alarming. Recycling reduces the amount of plastic waste. However, the technology for cost-efficient recycling is still not developed. Nowadays, the best option comprises in recovery of the chemical energy stored in the petroleum products, i.e., incineration. But halogenated compounds in the plastics severely complicate this process. Such compounds are used as flame retardants, and produce toxic gases while burning, including dioxins. But if we separate halogenated plastics, we can burn the rest and minimize the waste. One of the promising methods of waste processing is the triboelectric separation. In this work, we chose a simple model mixture: PVC, PET and PP. We charged the mixture by rubbing it against certain counter-materials so that the plastics gained specific charge according to the material they are made of. And hereby charged plastics were separated in electric field according to the charge, ergo material. We found out that the best efficiency is reached by separating one material every cycle when rubbing against different counter-material. We were able to separate 89% of non-halogenated plastics from the mixture. Moreover, the purity of separated products was 95% and 93% for PET and PP, respectively.
|
|
9:40
|
Bc.
Jindřich
Kropáček
|
M1
|
RNDr. Ivan Řehoř, Ph.D.
|
Samoskladba hydrogelových mikrorobotů do aktuujících struktur
|
detail
Samoskladba hydrogelových mikrorobotů do aktuujících struktur
Miniaturizace robotů umožňuje jejich rozšíření do nových oblastí, jakými jsou mikromanipulace, neinvazivní diagnostika nebo mikrochirurgie. Takoví mikroskopičtí roboti mohou být v budoucnu například stavebními jednotkami, tvořícími uspořádané mikrostruktury, které mohou sloužit jako náhrada biologických tkání v místech poškození nebo jako aktuátory fyziologických procesů. Miniaturní velikost takových robotů neumožňuje implementaci inteligence, dostatečné k samovolnému uspořádávání na základě algoritmů používaných v makroskopické robotice, a je proto potřeba hledat nové přístupy pro jejich sebeorganizaci. V tomto projektu představujeme způsob, jak mobilní mikroroboty uspořádávat do periodických mříží metodami samoskladby. Roboti jsou schopni se libovolně pohybovat po substrátu, avšak narazí-li na minimum potenciální energie (prohlubeň), formují se spontánně (bez vložení energie) do periodických struktur. Takto uspořádané roboty lze chemicky spojit do jediného celku, jehož tvar a velikost lze definovat nastavením parametrů spojování. Výsledné objekty mají velikost 1-2 mm a jsou schopny pomocí anizotropní deformace vykonávat mechanickou práci. Obdobné struktury bude v budoucnu možné využívat jako robotické mikroimplantáty, případně k přípravě samozacelujících se materiálů.
|
|
10:20
|
Bc.
Rustem
Omarov
|
M1
|
doc.Ing. František Rejl, Ph.D.
|
HETP pro výplň Mellapak 452Y v kolonách o průměru 300 mm a 150 mm
|
detail
HETP pro výplň Mellapak 452Y v kolonách o průměru 300 mm a 150 mm
Tato práce prezentuje separační účinnost strukturované výplně Mellapak 452.Y pro atmosférickou destilaci binární směsi cyklohexan/n-heptan. Separační účinnost byla vyhodnocena ve formě výšky ekvivalentní teoretickému patru (HETP) z měření provedených za podmínek nekonečného poměru zpětného toku v kolonách o průměru 300 mm a 150 mm.
HETP určité výplně je obvykle prezentováno v závislosti na intenzitě toku fází. Univerzálnost této závislosti komplikuje pro systém cyklohexan/n-heptan nezanedbatelná závislost HETP na destilačním rozmezí, pro které bylo stanoveno. V souhlasu s teorií byla tato závislost aproximována lineární funkcí, HETP = axA + b, kde za hodnotu xA bylo zvoleno složení ve středu úseku lože, pro které je HETP stanoveno.
Následná implementace této závislosti umožnila korekci experimentálních hodnot HETP přepočtem na ekvimolární složení. Korigované hodnoty HETP získané v obou destilačních kolonách byly vyneseny v závislosti na intenzitě toku fází a porovnány.
![]()
|
|
10:40
|
Bc.
Jakub
Vaculík
|
M1
|
Ing. Jitka Čejková, Ph.D.
|
Studium chování organických kapek v roztocích surfaktantů v závislosti na koncentraci surfaktantu
|
detail
Studium chování organických kapek v roztocích surfaktantů v závislosti na koncentraci surfaktantu
Biologická chemotaxe, kterou definujeme jako orientovaný pohyb organismu v gradientu koncentrace chemické látky, byla inspirací pro zkoumání tohoto jevu i u neživých objektů. V našem případě jsou těmito 'chemickými roboty', kteří jsou schopni přeměny chemické energie na mechanickou, olejové kapky v systému s roztokem povrchově aktivní látky. Vzhledem k faktu, že systém dekanol – dekanoát sodný – sůl byl v naší laboratoři z hlediska umělé chemotaxe již důkladně prozkoumán, je při pokusu o detailnější popis tohoto jevu snaha nalézt další systémy, které by umělou chemotaxi vykazovaly. V první fázi je však třeba uvažovat vzájemné interakce mezi povrchem, roztokem surfaktantu a kapkou. Cílem této práce je proto popsat chování organických kapek v roztoku surfaktantu, a to jednak v závislosti na typu použitého surfaktantu a jeho koncentraci s ohledem na kritickou micelární koncentraci, a také vlivu barviv, přidávaných do systému pro zvýraznění kapky. Součástí práce je též vyhodnocení povrchových napětí roztoků i kapek obsahujících barviva, stejně jako mezifázových napětí mezi roztokem a kapkou. Tato data přiřazená k jednotlivým typům chování kapky mohou pomoci předvídat chování kapek u neznámých systémů, či mohou být základem pro návrh nových systémů ke studiu umělé chemotaxe kapek.
|
|
11:00
|
Bc.
Adam
Vondra
|
M1
|
doc. Ing. Petr Kočí, Ph.D.
|
Vliv přítomnosti oxidů ceru na kinetiku dvojitého zapálení CO v automobilovém katalyzátoru
|
detail
Vliv přítomnosti oxidů ceru na kinetiku dvojitého zapálení CO v automobilovém katalyzátoru
Výfukové plyny, které vznikají při nedokonalém spalování automobilového paliva, obsahují škodlivé látky, jejichž množství je proto regulováno emisními normami. V rámci plnění těchto limitů je nezbytné použití katalytických reaktorů umožňujících efektivní zreagování škodlivých složek, zejména oxidu uhelnatého, oxidů dusíku, uhlovodíků a pevných částic, na zdraví neškodné látky: oxid uhličitý, vodní páru a dusík. Hlavní katalytickou funkci zastávají většinou nanočástice platiny či palladia. Do katalyticky aktivní vrstvy jsou často přidávány oxidy ceru, které zvyšují katalytickou aktivitu, zabraňují slinutí vrstvy za vyšších teplot a dále slouží jako zásobárna kyslíku při jeho náhlém přebytku či nedostatku.
V této práci byla vyhodnocena reakční kinetika katalyzátorů Pt/CeO2/γ-Al2O3 a Pd/CeO2/γ-Al2O3, zejména s ohledem na průběh oxidace CO a C3H6. Dosažené výsledky a jejich porovnání s katalyzátory bez oxidů ceru (Pt/γ-Al2O3 a Pd/γ-Al2O3) ukazují, že přídavek oxidů ceru pozitivně působí na konverzi škodlivin výfukových plynů, a navíc výrazně potlačuje nežádoucí jev zvaný dvojité zapálení CO.
|
|
11:20
|
Bc.
Kristýna
Žemlová
|
M1
|
Ing. Jan Haidl, Ph.D.
|
Automatické vyhodnocení termografických dat při destilaci
|
detail
Automatické vyhodnocení termografických dat při destilaci
Strukturované výplně se v destilačních kolonách používají pro intenzifikaci mezifázového sdílení hmoty. Kvalita výplní se obvykle kvantifikuje prostřednictvím objemových koeficientů přestupu hmoty, tj. součinu příslušných koeficientů a plochy aktivního fázového rozhraní jejichž individuální hodnoty však zůstavají neznámé.
Tato práce přispívá k termografické studii tvorby a aktivity fázového rozhraní na výplni v destilačních podmínkách. V průběhu práce budou pomocí termokamery pořizovány fotografie a videa povrchu izolovaného plechu strukturované výplně při probíhající destilaci. Získané snímky bude nutné dále vyhodnotit s ohledem na výsledky kalibračních experimentů i geometrii aparatury. Za tímto účelem byl vytvořen program vybavený uživatelským rozhraním umožňující načtení výstupu termokamery ve formě videosekvence, její segmentaci, výběr analyzované oblasti a následné vyhodnocení teploty na smáčené desce. Program byl implementován s využitím skriptovacího jazyka Python a jeho knihoven. Výhledově je plánováno do programu zahrnout i výsledky kalibračních experimentů a pokročilou statistickou analýzu dat.
|
