|
|
Výroba a uskladnění vodíku
Krátký, Štěpán ; Lízal, František (oponent) ; Hejčík, Jiří (vedoucí práce)
Cílem této bakalářské práce je vytvořit přehled současných způsobů výroby a uchovávání vodíku. První část práce je věnována technologiím výroby vodíku. Výroba vodíku je členěna do tří podskupin, podle toho z čeho vodík získáváme, na výrobu vodíku z: fosilních paliv, z vody a z BIO zdrojů. Druhá část práce je zaměřena na způsoby uchovávání vodíku a zahrnuje ty nejznámější technologie, se kterými je možno se dnes setkat.
|
|
|
Studium vlivu elektrolýzy na rozklad organického barviva v diafragmovém výboji v kapalinách
Davidová, Jaroslava ; Rašková, Zuzana (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na studium různých chemických a fyzikálních vlivů, které se podílejí na rozkladu organických látek v diafragmovém výboji, generovaném ve vodných roztocích. Tento proces se dá využít např. při čištění odpadních vod. Významný vliv na destrukci barviva má při aplikaci nepulzního stejnosměrného napětí elektrolýza. Zjištění míry příspěvku elektrolýzy na procesy ve výboji je hlavním cílem této práce. V teoretické části je uvedena základní teorie vzniku elektrického výboje v kapalinách a samotná elektrolýza s důrazem na procesy vedoucí k destrukci organických sloučenin. Jedná se zejména o produkci reaktivních částic výbojem (radikály, peroxid vodíku, ozon apod.) a elektrochemické reakce na elektrodách. Dále je v této části teoreticky rozebrána analytická metoda, podle níž byly stanovovány koncentrace barviv (UV-VIS spektroskopie). Experimentální část je zaměřena na popis průběhu experimentu, který byl prováděn v zařízení s odděleným katodovým a anodovým prostorem. Oddělení obou prostorů bylo realizováno přepážkou s dielektrickou diafragmou, přičemž propojení obou prostorů bylo zajištěno špendlíkovou dírkou o průměru 0,25 mm. Elektrolytické rozklady byly realizovány při konstantním proudu 30 mA a dodávaný výkon ze zdroje napětí se pohyboval v rozmezí 14–32 W. Pro experimenty byla vybrána dvě saturnová barviva (Direct Red 79 a Direct Blue 106). Protože rozklad barviv je doprovázen odbarvením, byla ke stanovení koncentrace použita UV-VIS spektroskopie v oblasti 380–700 nm. Ve výsledkové části jsou uvedeny různé vlivy působící na rozklad barviva. Mezi tyto vlivy patří různé polarity elektrod, vodivost a pH roztoku, použitý výkon, druh elektrolytu a struktura barviva. Elektrolýza má významný vliv na rozklad malých organických molekul. Rozklad probíhá výhradně v anodovém prostoru, tedy tzv. negativním výbojem. Nejvýhodnější je využití elektrolytu NaCl, kterým se nastaví vodivost na optimální hodnotu 500 S·cm-1. Elektrolytem NaNO3 bylo dosaženo polovičního účinku a elektrolyt Na3PO4 odbourávání neumožnil. Rozklad barviva v anodovém prostoru je také stimulován výrazným snížením pH v důsledku elektrolýzy. Obecně lze říci, že z absolutního hlediska se výbojem dosáhne většího rozkladu než elektrolýzou, ale účinnost elektrolýzy je větší. Jen elektrolýzou je možné dosáhnout vysokého procenta rozkladu při použití relativně nízkého výkonu. U větších molekul je účinnost vyšší při aplikaci výboje.
|
|
|
Možnosti akumulace elektrické energie ze solárních systémů
Řehák, Pavel ; Pospíšil, Jiří (oponent) ; Poláčik, Ján (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá problematikou přebytečné energie ze solárních systémů. Cílem je navrhnout takový solární systém, který by měl být soběstačný bez využití el. energie ze sítě. V úvodu bakalářské práce jsou uvedeny základní informace o funkčnosti solárních panelů a nejvhodnějším prostředím pro jejich umístění. V analytické části jsou uvedeny obecné informace o jednotlivých typech akumulace a jejich výhody a nevýhody při použití. V praktické části je popsaný a vypočítaný návrh solárního systému pro určenou nemovitost.
|
|
|
Diagnostika diafragmového výboje ve vodných roztocích a jeho aplikace pro povrchovou úpravu nanomateriálů
Dřímalková, Lucie ; Brablec, Antonín (oponent) ; Janda,, Mário (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Přesný mechanizmus samotného zapálení výboje v roztocích není dosud znám, ačkoli v posledních několika letech došlo k velkému pokroku a přiblížením, z nichž některá jsou nastíněna v teoretické části práce. Tato práce je rozdělena na dvě experimentální části. První část se zabývá diagnostikou diafragmového výboje v roztocích elektrolytů a druhá část je zaměřena na jeho využití k rozpadu aglomerátů (vyšší homogenizaci distribuce) uhlíkových nanotrubek v roztocích. V experimentu 1 se k diagnostice diafragmového výboje v roztocích elektrolytu používaly tři různě velké reaktory (4 l, 100 ml, 50 ml) s diafragmovou konfigurací. Diagnostika probíhala pomocí časových záznamů proudu a napětí s doplněním synchronizovaných snímků z ICCD kamery, které byly zapojeny do čtyřkanálového osciloskopu. V-A charakteristiku lze popsat pomocí tří dějů probíhajících v roztoku elektrolytu za postupného zvyšování napětí. Za postupného zvyšování napětí v roztoku dochází nejdříve k elektrolýze. Další fáze je tvorba mikrobublin či bublin, která je na křivce charakteristická mírným poklesem nárůstu procházejícího proudu. Prudkým nárůstem procházejícího proudu je zase charakteristická poslední fáze a to výbojová fáze. Vzdálenost elektrod od diafragmy nijak významně neovlivňuje V-A charakteristiku. S vyšším průměrem dírky prochází vyšší proud, což však nemá vliv na počátek generace bublin či zápalné napětí. Čím je tloušťka diafragmy vyšší, tím je potřeba vyšší napětí k počátku generace bublin a následně i k zapálení výboje. Porovnáním napětí počátku generace bublin a zápalných napětí pro PET diafragmy a diafragmy z keramiky nebyl zjištěn žádný zásadní rozdíl. Jedním z nejdůležitějších parametrů je vodivost roztoku elektrolytu. Čím vyšší je vodivost roztoku, tím je potřeba nižší napětí pro počátek generace bublin a také dochází ke generaci výboje při nižším zápalném napětí. Druhá experimentální část je zaměřena na zkoumání vlivu diafragmového výboje na uhlíkové nanotrubky. Pro úpravu uhlíkových nanočástic se používá speciálně navržený reaktor ve tvaru U. Jako elektrolytický roztok je používána vodovodní voda a vodné roztoky organických sloučenin. Výboj je generován pomocí nepulzního stejnosměrného zdroje s napětím v rozmezí 0 – 2,8 kV přiváděným na platinové elektrody umístěné v roztoku elektrolytu. Výsledky měření prokázaly, že diafragmový výboj má pozitivní účinky na rozmotání shluků a aglomerátů uhlíkových nanotrubek. Primární účinek na rozmotání mají pravděpodobně rázové vlny generované výbojem. Ukázalo se, že ošetření plazmatem v katodovém a anodovém prostoru se liší. Ošetření plazmatem v anodovém prostoru má mnohem vyšší účinky než v katodovém. Účinky rozmotání uhlíkových nanotrubek roztoku jsou dlouhodobé a neztrácí svůj efekt ani po několika měsících. Pomocí infračervené spektroskopie nebyly zjištěny žádné významné změny ve struktuře plazmatem ošetřených nanotrubek.
|
|
|
Studium vodivosti PVA membrán, obsahujících alkalické hydroxidy
Kunovjánek, Miroslav ; Vanýsek, Petr (oponent) ; Studničková, Marie (oponent) ; Vondrák, Jiří (vedoucí práce)
Práce se zabývá studiem separátorů a membrán, vhodných pro použití v alkalických elektrochemických aplikacích, jako palivové články nebo elektrolýza. Jako základní materiál pro výrobu membrán je použit polymer polyvinylalkohol (PVA). V práci jsou představeny různé způsoby výroby a síťování PVA membrán a jejich dopování nejrůznějšími aditivy za účelem zlepšení jejich vlastností jako vodivost nebo mechanická pevnost. Cílem práce je ověření vlastností membrán, dopovaných alkalickými hydroxidy KOH, NaOH a LiOH, při různých teplotách. Tyto hydroxidy jsou do membrán přidávány zejména za účelem zvýšení měrné vodivosti.
|
|
|
Ukládání elektrické energie do výhřevných plynů
Copek, Tomáš ; Poláčik, Ján (oponent) ; Pospíšil, Jiří (vedoucí práce)
Diplomová práce na téma Ukládání elektrické energie do výhřevných plynů se zabývá problematikou Power to Gas technologie. Jedná se o technologii, kdy je elektrická energie využita pro výrobu vodíku pomocí elektrolýzy. Takto získaný vodík lze v určitém množství vtláčet do sítě zemního plynu, dále může být využit pro průmyslové účely, výrobu elektrické energie v palivových článcích či jako reaktant pro metanizaci. V práci je popsán vodík z hlediska vlastností, způsobu výroby, skladování a přepravy. Dále jsou popsány palivové články, které využívají vodík k produkci elektrické energie. Stěžejní část se zabývá popisem konceptu technologie Power to Gas a návrhem Power to Gas jednotky o výkonu 9,5 kW. Byly navrženy jednotky pro tři různé doby denního provozu. Následně bylo provedeno porovnání z hlediska účinnosti a ekonomických nákladů na vyprodukovanou kWh
|
|
|
Rozklady organických barviv metodami AOP
Olexová, Barbora ; Dzik, Petr (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na studium vlivu pokročilých oxidačních procesů (AOP) na rozklad organických barviv. Mezi AOP – velmi účinné fyzikálně-chemické metody čištění odpadních vod – patří aplikace silných oxidačních činidel, UV a ionizujícího záření a elektrického výboje. Pro tuto práci byly zvoleny dvě z těchto metod – aplikace oxidačního činidla (ozón) a UV záření. Spolu s elektrolýzou, jež je v této práci zmíněna spíše okrajově (její studie je předmětem předchozí práce), jsou tyto jevy produktem elektrického výboje v kapalinách, kde se různou měrou podílejí na rozkladných procesech. Pro všechny série měření byla za modelové sloučeniny zvolena dvě přímá azobarviva – C.I. Direct Blue 106 a C.I. Direct Red 79. Pro rozklad barviv pomocí ozónu byl použit ozonizátor, do kterého byl jako výchozí plyn pro generaci ozónu zaváděn buď O2 anebo syntetický či technický vzduch. Vznikající ozón byl zaváděn do promývačky s roztokem barviva o různé počáteční koncentraci (10–130 mg.dm-3), na kterou navazovala promývačka s roztokem KI pro následné analytické stanovení množství generovaného ozónu. Z dalších parametrů byl měněn průtok plynu (1–2 dm3.min-1), výkon ozonizátoru (minimální a maximální), druh barviva, pH roztoku barviva (neutrální a kyselé) a přídavný elektrolyt (NaCl, Na2SO4 nebo žádný). Reaktor pro studium vlivu UV záření na rozklad barviv tvořil UV sterilizátor, do kterého byl umístěn odpovídající objem roztoku barviva. Možnosti nastavení experimentu zde byly omezenější, nastavoval se pouze druh barviva a přídavného elektrolytu a pH roztoku barviva (vše jako v případě ozónu). Celkem bylo naměřeno několik sérií měření za různě nastavených podmínek, které více či méně ovlivňovaly rozklad zvolených barviv. Bylo zjištěno, že v případě obou použitých metod se lépe odbourává barvivo Direct Blue 106, přičemž ozónem podstatně lépe než UV zářením. K rozkladu barviva Direct Red 79 došlo pouze působením ozónu, při aplikaci UV záření k rozkladu nedošlo. Při zkoumání vlivu počáteční koncentrace barviva na jeho rozklad bylo potvrzeno, že s rostoucí počáteční koncentrací barviva roste i jeho konečná koncentrace, přičemž při nízkých koncentracích (10–50 mg.dm-3) již nehraje počáteční koncentrace roli. V případě obou použitých metod měl urychlující efekt na rozklad barviva přídavek elektrolytu (NaCl i Na2SO4 vykazoval podobné konečné výsledky i přes rozdílný průběh rozkladu), přídavek HCl pak urychlil rozklad pouze v případě UV záření, při aplikaci ozónu nemělo pH prostředí na rozklad barviva vliv. Z plynů pro generaci ozónu měl nejlepší účinnost O2 a syntetický vzduch (srovnatelné výsledky), v případě technického vzduchu byla konečná koncentrace barviva o zhruba 30 % vyšší. Optimální objemový průtok plynu byl stanoven na 1,5 dm3.min-1, optimální výkon ozonizátoru na 30 W (maximální), při minimálním výkonu ozonizátor prakticky nepracoval.
|
|
| |
|
|
Tepelné děje při provozu olověných akumulátorů
Langer, Martin ; Libich, Jiří (oponent) ; Bača, Petr (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá olověnými akumulátory, možnostmi jejich dělení a základními reakcemi, které uvnitř probíhají s přihlédnutím ke konstrukčním vlastnostem jednotlivých typů. Detailněji jsou potom probírány jak exotermické a endotermické reakce, probíhající na rozhraní mezi elektrodami a elektrolytem, tak i ohřev akumulátoru způsobený Jouleovými ztrátami na jeho vnitřním odporu. Nabíjecí reakce je však doprovázena i dalšími vnitřními pochody akumulátoru, které souvisejí s elektrolýzou, rekombinací vody a s polarizačním odporem. Pro kvantifikaci míry zapříčinění změn teplot jednotlivých procesů je využit kalorimetr z expandovaného polystyrenu a měřící ústředna s vyvedenými teplotními čidly. V práci je následně vyhodnocena rychlost ztráty tepla stěnami kalorimetru a použita pro dopočítávání celkových tepelných energií během cyklování.
|
|
| |
host ::
RSS.