|
|
Příprava vzorků pro elektrochemické studium povrchů – transport vzorku mezi UHV a elektrochemickým prostředím
Jakub, Zdeněk ; Vanýsek, Petr (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá výzkumem vybraných povrchů oxidů železa, konkrétně Fe3O4(001) and -Fe2O3(012). Použité výzkumné metody spojují tradiční techniky používáné v prostředí ultravysokého vakua (UHV) s technikami používanými v elektrochemickém (EC) prostředí. Současný stav poznání související s vybranými povrchy je stručně shrnut, je diskutována nutnost porozumět chování těchto materiálů také v elektrochemickém prostředí. V této práci je prezentován návrh a konstrukce systému pro transport vzorků z UHV do EC prostředí, jednotlivé konstrukční detaily jsou popsány a diskutovány. Vyvinutý systém je použit pro testování stability známé (2×2)R45° povrchové rekontrukce na Fe3O4(001). Zmíněná povrchová rekonstrukce je používaná jako substrát, který stabilizuje jednotlivé adsorbované atomy a zabraňuje jejich shlukování, což umožňuje zkoumat katalytické vlastnosti jednotlivých atomů. Experimentální část této práce ukazuje, že tato rekonstrukce je stabilní i v reálných podmínkách, přežije kontakt se vzduchem i vodou. Dále jsou v této práci prezentovány první obrázky povrchu -Fe2O3(012) pořízené rastrovacím tunelovacím mikroskopem (STM). Obě dosud známé povrchové rekonstrukce tohoto povrchu byly zobrazeny s atomárním rozlišením. Současný model (1×1) povrchu je touto prací potvrzen, pro (2×1) povrch prezentujeme nový povrchový model navrhnutý na základě pořízených STM obrázků. Dále byly provedeny studie adsorpce H2O a O2 na (2×1) rekonstruovaném povrchu pomocí časosběrného STM zobrazování.
|
|
|
Effect of environment on the photocatalytic properties of copper oxides
Šmatlo, Filip ; Vaněk, Jiří (oponent) ; Vanýsek, Petr (vedoucí práce)
In this work the principle of photocatalysis has been described. The main focus are the metal oxide photocatalysts as they are widely used in photocatalytic applications. Various applications of photocatalytic materials have been also described. The most described application is the water treatment as a focus of this work is photocatalytic degradation of organic water pollutants. The discussed photocatalyst was cuprous oxide as it has good photocatalytic degradation properties. The photocatalytic properties of the cuprous oxide for degradation of an organic water pollutant were defined on degradation of a methyl orange dye.
|
|
|
Modifikace materiálů pro kladné elektrody lithno-iontových akumulátorů
Kazda, Tomáš ; Studničková, Marie (oponent) ; Vanýsek, Petr (oponent) ; Vondrák, Jiří (vedoucí práce)
Tato dizertační práce je věnována studiu vlastností katodových materiálů pro lithno-iontové akumulátory. V teoretické části práce je uveden přehled katodových materiálů a stručný úvod do rozsáhlé problematiky lithono-iontových akumulátorů. V rámci práce byl stanoven jako cíl studium vlastností katodového materiálu LiCoO2 a jejich úprava pomocí dopování dalšími prvky. Tato práce byla následně rozšířena o studium nové generace vysokonapěťových katodových materiálu. U těchto materiálů byla studována syntéza jejich fyzikální a elektrochemické vlastnosti a vliv použitých elektrolytů na jejich elektrochemickou stabilitu. Dále se práce zaměřuje na vliv dopování těchto materiálů a vliv další části baterie tedy použitého separátoru na celkové elektrochemické vlastnosti těchto typů katodových materiálů. Výsledky dosažené během práce ukázali, že dopování katodového materiálu LiCoO2 draslíkem a sodíkem vede k úpravě některých elektrochemických vlastností jako je stabilita při cyklování případně stabilita při vyšší zátěži a také k zlepšení stability katodového materiálu během jeho stárnutí. U vysokonapěťových materiálů se podařilo syntetizovat katodový materiál LiNi0,5Mn1,5O4 ve srovnatelné i lepší kvalitně v porovnání se zahraničními pracovišti v obou jeho možných formách. Proces syntézy byl také sledován in-situ pomocí SEM mikroskopu, díky čemuž byla provedena jedinečná studie změn, které během syntézy tohoto materiálu probíhají. Byly také stanoveny nejvhodnější elektrolyty z pohledu stability při vysokém napětí, pro tento materiál, což je důležité pro jeho budoucí praktické použití. Dopováním tohoto materiálu pomocí chromu se povedlo zvýšit stabilitu a kapacitu jak při cyklování za normálních podmínek tak při cyklování při vyšší teplotě i při vyšší proudové zátěži. Byl také prokázán značný vliv použitých separátorů na celkové elektrochemické vlastnosti vysokonapěťových katodových materiálů, což by mohlo být velkým přínosem pro jejich praktické nasazení v budoucnu.
|
|
|
Design of a photovoltaic power system with battery storage for household purposes in area of Brno-mesto
Vrana, Martin ; Vanýsek, Petr (oponent) ; Vaněk, Jiří (vedoucí práce)
This thesis broadly discusses the individual parts that make up a photovoltaic system, specifically the new and widely available technologies for solar panels, batteries, and inverters. This research is applied in the evaluation of a potential construction plan of both a hybrid and grid tied photovoltaic system for a household located in the district of Brno-Mesto. The focus of each design is a cost-effective solution that utilizes currently available parts on the market, that also covers a significant part of the energy requirements of the household. The cost of each system is subsidized by government grants. The designed grid tied system has a lower price than the hybrid system. It lacks costly battery storage, hence it has a shorter return period of return of six years, compared with seven years for the hybrid system. A hybrid system is advantageous, as it allows for local storage of energy, and provides backup power in the case of a grid blackout. Given that the measurement of energy by the electricity supplier is done by net metering, combined with currently high energy prices, both systems have a relatively short break-even period compared with systems in the past. The choice of system that is installed in the household is up to the client.
|
|
|
Sledování změn záporné hmoty olověného akumulátoru pomocí konfokálního mikroskopu v průběhu cyklování
Hálová, Hana ; Vanýsek, Petr (oponent) ; Chladil, Ladislav (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na pozorování záporné elektrody olověného akumulátoru v průběhu cyklování pomocí laserové konfokální mikroskopie. Povrchové změny elektrod jsou vyhodnocovány jak při hlubokém cyklování, tak při PSoC (režimu částečného nabití) cyklování. Díky dlouhodobému setrvávání v tomto částečně nabitém stavu dochází k rozsáhlé degradaci záporné elektrody – zejména důsledkem nevratné sulfatace. Rychlost sulfatace může být ovlivněna určitými aditivy záporné aktivní hmoty. Aktivní hmota byla nejprve zkoumána elektronovým mikroskopem a rentgenovým difraktometrem. Samotný růst krystalů během cyklování byl sledován pomocí konfokálního mikroskopu Olympus Lext OLS4100.
|
|
|
Charakterizace vlastností perovskitových fotovoltaických článků
Salaukou, Aleh ; Vanýsek, Petr (oponent) ; Novák, Vítězslav (vedoucí práce)
Táto práce se věnuje problematice fotovoltaických článků na bází perovskitu. V teoretické časti jsou popsány základní vlastnosti struktury perovskitu, jeho složení a použití v solárních článcích. Kromě toho se daná práce tyče základní informace o fotovoltaice a křemíkových solárních panelech. Také je tady představená informace týkající se metod měření fotovoltaických článku, jako jsou impedanční spektroskopie, fotoimpedanční spektroskopie a metoda zatěžovacích křivek. Praktická část Bakalářské práce se zabývá aplikováním měřicích metod popsaných v teoretické časti, stanovením ekvivalentních obvodů a diskuzí ohledně získaných výsledků.
|
|
|
Záporná elektroda pro lithno-iontové akumulátory
Libich, Jiří ; Vanýsek, Petr (oponent) ; Straková Fedorková, Andrea (oponent) ; Vondrák, Jiří (vedoucí práce)
Dizertační práce se zabývá výzkumem elektrodových materiálů pro lithno-iontové akumulátory. Hlavní směr výzkumu byl zaměřen především na materiály pro záporné elektrody, které pracují na principu interkalace lithných iontů do jejich struktury. Předmětem zájmu jsou materiály na bázi uhlíku, především jejich grafitické struktury jako hostitelé pro lithné ionty za vzniku sloučeniny LiC6. Výsledkem výzkumných prací je zlepšení vlastností těchto materiálů, především z pohledu stability, vratné kapacity a dalších parametrů. Výzkum těchto materiálů jsou jednou z důležitých oblastí základního výzkumu pro zlepšení vlastností budoucí generace lithiových akumulátorů. Práce taktéž řeší otázku bezpečnosti lithium-iontových akumulátorů spolu s kompatibilitou záporných elektrodových materiálů s aprotickými elektrolyty.
|
|
|
Charakterizace materiálů pro perovskitové solární články impedančními metodami
Křečková, Jitka ; Vanýsek, Petr (oponent) ; Novák, Vítězslav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá problematikou perovskitových solárních článků, zejména materiálem pro jejich aktivní vrstvy. Nejprve jsou popsány elektrické a optické vlastnosti halogenidových perovskitů a dále jsou uvedeny konkrétní příklady krystalů perovskitu. Součástí diplomové práce je také popis impedančních a fotoimpedančních měřicích metod využívané pro charakterizování perovskitových solárních článků. V praktické části bylo provedeno měření elektrochemické impedanční spektroskopie na čtyřech krystalech perovskitu a pro naměřená data byl sestaven náhradní obvod. Pomocí fitování byly získány parametry jednotlivých prvků náhradního obvodu, které byly dále zpracovány a vyhodnocovány.
|
|
|
Vývoj a inovace výrobních postupů funkčních vrstev tenkovrstvých solárních článků
Kadlec, Michal ; Vanýsek, Petr (oponent) ; Tauš, Peter (oponent) ; Vaněk, Jiří (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá skupinou tenkovrstvých fotovoltaických článků založených na barvivových nebo perovskitových absorpčních vrstvách světelné energie. Principiální funkčnost článku je založena na zachycení světla barvivem na fotosenzitizované polovodičové anodě s následnou regenerací barviva pomocí elektrolytu. V našem výzkumu se věnujeme přípravě a optimalizaci perovskitových solárních struktur na bázi TiO2/CH3NH3PbI3. Celkově bylo vyrobeno šest sérií experimentálních solárních článků s perovskitovou strukturou. První dvě série byly realizované podle chemického vzorce CH3NH3PbI3. U ostatních sérií jsme aplikovali teorii přidaného chlóru, čímž vznikl výsledný chemický vzorec CH3NH3PbI3Cl2. Definovali jsme požadavky na vytvoření aktivní perovskitové struktury v článku a určili jeho fotovoltaické vlastnosti v závislosti na složení.
|
|
|
Design of a photovoltaic power system with battery storage for household purposes
Polášek, Radek ; Vanýsek, Petr (oponent) ; Vaněk, Jiří (vedoucí práce)
The aim of this thesis is to present the basics and functional principles of photovoltaics and photovoltaic systems, so that they can be later used design a photovoltaic energy system on a family house. The first part of this thesis deals with the theoretical introduction of photovoltaics and the individual components needed to design a photovoltaic system. The second part of the thesis then deals with the design and simulation of several variants of a system with different setups. The first type of analyzed and designed system is the off-grid system, whose primary objective in this design variant is to completely cover the consumption of the household. Although the total annual consumption of the selected household is not that high, achieving a complete self-sufficiency requires a very significant investment in system equipment., beyond the conventional design. The main cause of this are the problematic periods of low solar radiation through the year, especially during winter. As a result, the design of an off-grid system proves inadequate to the vision of the owners, even after the consideration of possible alternative versions of it. Alternative to an off-grid system is in our case a hybrid system which, unlike the first solution, also allows for connection to the grid to be supplemented by it during periods of low generation. After the introduction of hybrid system principles and analysis of possible financial subsidies, the individual hybrid system designs follow, each designed around a different focus point. The first simulated design is one aimed at as low initial investment as possible. This variant is also utilizing a virtual battery tariff, which allows, thanks to generated surplus energy, for to draw electricity from the grid at a reasonable discount. After the financial analysis, the system proves to be a relatively cheap variant, however, the potential investment return is not that promising. The second variant is intended as an imaginary middle ground between minimal and maximized approaches. it is composed of one fully covered roof area, with an adequate battery to support the modules. In addition, this system takes advantage of the sale of surplus generation on the market. Due to relatively high subsidy amount, combined with the surplus sale, the financial analysis of this system promises a return on investment during the first seven years of operation, with continually increasing positive numbers, when compared to the variant without a photovoltaic system. The third system is aimed at maximizing the potential gain, while staying under 10 kWp of installed power. Downside of this approach is a higher acquisition cost, but the estimated return on investment is significantly higher than that of the previous systems. In the last part, a multi-criteria analysis was performed to determine the most suitable system variant, in accordance to the requirements of the selected property owners. The results of this analysis showed the third system variant to be the most suitable, with a share of 47.6%.
|
host ::
RSS.