|
|
In-situ Raman spectroelectrochemistry of graphene and related materials in concentrated aqueous electrolytes
Abbas, Ghulam ; Frank, Otakar (vedoucí práce) ; Kunc, Jan (oponent) ; Voiry, Damien (oponent)
Vzájemná provázanost vlastností materiálu a elektrochemických procesů často probíhajících na jeho všudypřítomných okrajích ztěžuje rozlišení role jednotlivých defektů v procesech přenosu náboje v materiálu. Proto jsme použili in-situ μ-kapkovou Ramanovu spektroelektrochemii (SEC), abychom identifikovali procesy lokalizovaného přenosu náboje přes bazální rovinu a defekty v oblasti o velikosti 10-20 μm2 v čistém a defektním jednovrstvém grafenu. Bylo zjištěno, že dva odlišné procesy přenosu elektronů s nižší a vyšší rychlostí existují vedle sebe ve stejném vzorku, ale jsou omezeny na oblasti bez defektů a na oblasti bohaté na defekty. Kromě toho, za účelem prozkoumání mechanismu elektrochemické interkalace iontů pro dobíjecí baterie, byla provedena in-situ Ramanova SEC v makro elektrochemické cele. Bylo pozorováno, že strukturní vlastnosti, jako je velikost laterální domény (La), stupeň grafitizace (g), vzdálenost mezi defekty (LD) a hustota defektů (nD), mají podstatný vliv na elektrochemickou (de)interkalaci aniontu do přírodního a kish grafitu během nabíjecích/vybíjecích procesů. Bylo také zjištěno, že ultrazvuková úprava přírodního grafitu snižuje La, což zvyšuje reverzibilitu aniontové (de)interkalace v koncentrované vodném roztoku elektrolytu. Reverzibilitu aniontové (de)interkalace do vysoce...
|
|
|
Struktura a mechanické vlastnosti tenkostěnných odlitků z litiny s kuličkovým grafitem
Chýlková, Adéla ; Mores, Antonín (oponent) ; Roučka, Jaromír (vedoucí práce)
Smyslem této diplomové práce bylo experimentální ověření vlivu grafitických očkovadel obsahující rozdílný obsah stopových prvků na strukturu, mechanické vlastnosti a vnitřní homogenitu tenkostěnných odlitků z litiny s kuličkovým grafitem. V práci je detailněji popsána problematika odlévání těchto odlitků. V rámci experimentu byly odlity 2 tavby zkušebních odlitků s tloušťkou stěn 3, 5 a 8 mm. Celkem bylo otestováno 6 druhů očkovadel lišících se od sebe obsahem stopových prvků. Následně byla na vzorcích provedena prozařovací zkouška RTG a byla vyhodnocena tvrdost, pevnost a tažnost. Dále byla udělána obrazová analýza k určení podílu grafitu, jeho tvaru a velikosti, vyhodnocení nodularity, disperzity a podílu vyloučeného feritu a perlitu ve struktuře. Naměřená data byla zpracována do tabulek a grafů, ze kterých byly vyvozeny závěry. Prozařovací zkouška RTG prokázala, že všechny destičky obsahovaly osové staženiny. Dále se potvrdilo, že obsah manganu v očkovadlech zvyšuje pevnost a tvrdost materiálu a očkovadla s příměsí zirkonia podporují jemnozrnnost struktury.
|
|
|
Studium vlivu plniv a vnějších podmínek na rezistivitu cementového kompozitu
Kejda, Dalibor ; Melichar, Jindřich (oponent) ; Černý, Vít (vedoucí práce)
Pro stavebnictví je důležitý pokrok nových materiálů. Mezi moderní materiály se řadí cementové kompozity se sníženou rezistivitou. Tu docílíme přidáním vhodných elektricky vodivých plniv. Pokud těchto plniv je dostatečné množství nastane tzv. perkolační práh. Byly navržena vhodná plniva (Condufit C4 a Supragraphite C300). Byly navrženy receptury, tak aby se nacházely před a po prahu perkolace. Zkoušení se prováděla na trámcích o rozměrech 40x40x160 mm se zabudovanými elektrodami pro měření jejich rezistivity. Cílem práce byl výzkum ovlivnění cementových kompozit různými vnějšími podmínkami. Byl ověřen vliv teploty. Nejnižší hodnoty měrného odporu byly vyhodnoceny při teplotách 50 °C a s klesající teplotou rostla rezistivita. Poté bylo ověřen vliv vlhkosti na rezistivitě. Referenční vzorky a vzorky s menším podílem grafitového prášku vykazovaly větší rozdíly rezistivit při zvyšující se vlhkosti. Vzorky, které se nacházely za perkolačním prahem, nebyly příliš ovlivněny narůstající vlhkostí. Nakonec byl ověřen vliv zatížení na rezistivě vzorků. Téměř všechny vzorky s rostoucím tlakovým namáháním vykazovaly zvyšující hodnotu rezistivity.
|
|
|
Výzkum záporných elektrodových materiálů na bázi uhlíku pro sodno-iontové baterie
Homolka, Tomáš ; Máca, Josef (oponent) ; Libich, Jiří (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na výzkum uhlíku jako perspektivního materiálu záporné elektrody pro sodno-iontové baterie. První část se zabývá elektrochemickými články a jejich vývojem obecně. Poté jsou zmíněny lithium-iontové články, jejich historie a v současnosti používané materiály. Další část se věnuje sodno-iontovým článkům, jejich dosavadnímu vývoji, aktuálním problémům a rozdílům oproti lithium-iontovým, neboť se jeví jako jedna z perspektivních post-lithium technologií s potenciálem rychlé komercializace. V praktické části jsou otestovány některé vzorky materiálů se zaměřením na jejich kapacitní vlastnosti a coulombickou účinnost.
|
|
|
Záporná elektroda pro sodno-iontové baterie
Šimek, Antonín ; Bača, Petr (oponent) ; Libich, Jiří (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na vývoj záporných elektrodových materiálů pro sodno-iontové baterie. Obsahuje obecné seznámení s problematikou baterií, jejich stručný historický vývoj, základní operační principy, klíčové parametry a rozdělení. Pozornost je ve značné míře věnována bateriím lithium-iontovým, které patří v dnešní době mezi nejpoužívanější a z jejichž technologie vychází sodno-iontové baterie jako jejich potenciální náhrada zejména v oblasti ukládání energie z obnovitelných zdrojů. Nadějným kandidátem pro materiál záporné elektrody sodno-iontových baterií jsou sodné titanáty, jejichž syntéza a následná elektrochemická charakterizace elektrod využívajících sodný titanát jako aktivní materiál je náplní praktické části této práce.
|
|
|
Silikátové elektro vodivé kompozity s grafitovým plnivem
Baránek, Šimon ; Drochytka, Rostislav
Elektro vodivé kompozity jsou moderní materiály, které se běžně používají v mnoha průmyslových odvětvích, jako je stavebnictví a strojírenství. Tyto materiály mohou být užitečné například jako senzory pro sledování fyzikálně mechanických změn v konstrukci, stínění bludných proudů, stínění elektromagnetického záření na operačních sálech, katodická ochrana proti vlhkosti nebo přepěťová ochrana budov. Tématem tohoto příspěvku je výzkum elektricky vodivých silikátových kompozitů s plnivy na bázi grafitu. V tomto výzkumu byly testovány kompozity s různým poměrem a typem grafitu a byly sledovány jejich elektro vodivé vlastnosti jako impedance, dále byly sledovány fyzikálně-mechanické vlastnosti jako pevnost v tlaku a v tahu. Bylo zjištěno že přidáním 10 % hm. grafitu do směsi se sníží impedance kompozitů o 50 % a pevnost v tlaku se sníží přibližně o 40 %.
|
|
|
Retardéry hoření reaktoplastů v kompozitech určených pro dopravní prostředky
Novotný, Kamil ; Kučera, František (oponent) ; Poláček, Petr (vedoucí práce)
První část této bakalářské práce obsahuje literární rešerši zahrnující popis základních mechanismů účinku retardérů hoření, jejich rozdělení podle složení a přehled komerčně používaných sloučenin. V experimentální části bylo sledováno ovlivnění tepelné stability a hořlavosti reaktoplastické matrice přídavkem retardérů hoření. Zároveň bylo sledováno ovlivnění mechanických vlastností pryskyřice. Jako matrice byla zvolena epoxidová pryskyřice, která je díky svým vlastnostem široce uplatňovaná při konstrukci dopravních prostředků, ale její nevýhodou je vysoká hořlavost. Byl sledován vliv dvou aditivních retardérů s nízkou cenou, snadnou aplikovatelností a šetrností k životnímu prostředí, a to hydroxidu hořečnatého a expandovaného grafitu. K vyhodnocení byly využity plamenová zkouška, termogravimetrická analýza a tahová zkouška. Obecně s přídavkem aditiv docházelo ke zhoršení mechanických vlastností. Materiál s kombinací obou látek měl nejhorší mechanické vlastnosti, zato se ukázal jako nejméně hořlavý.
|
|
|
Nízkoenergetická excitace v orientovaném grafitu pomocí THz magnetooptické spektroskopie
Dubský, Jan ; Kunc, Jan (oponent) ; Vrba, Radimír (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá modelováním elektronických vlastností krystalu grafitu, které jsou měřitelné za užití spektrometru určeného pro vysokofrekvenční elektronově paramagnetickou rezonanci (anglicky high frequency electron paramagnetic resonance, zkráceně HFEPR) nacházejícího se v laboratořích CEITEC VUT. Jedná se zejména o pásovou strukturu grafitu a jeho Landauovy hladiny. V teoretické části práce jsou popsány stěžejní jevy a souvislosti z kvantové mechaniky a definice významných pojmů z fyziky pevných látek, s jejichž pomocí je možné popsat krystalickou strukturu grafitu a jeho elektronické vlastnosti. Dále je v práci popsán HFEPR spektrometr a jeho funkční princip. V praktické části se nacházejí numerické modely pásové struktury grafitu, modely jeho Landauových hladin a popis přípravy vzorku grafitu pro měření. Na konci praktické části je analýza výsledků měření, konkrétně cyklotronové rezonance a Shubnikových-de Haasových oscilací, díky níž je možné určit fyzikální parametry vzorku, jako např. efektivní hmotnost nosičů náboje a fundamentální frekvenci.
|
|
|
Záporná elektroda pro sodno-iontové články
Šimek, Antonín ; Jaššo, Kamil (oponent) ; Libich, Jiří (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce obsahuje obecné seznámení s problematikou akumulátorů, jejich základní principy a rozdělení. Zaměřena je zejména na výzkum elektrodových materiálů pro záporné elektrody sodno-iontových akumulátorů, které pro svou činnost nevyužívají lithium. Pozornost je ovšem věnována i akumulátorům lithium-iontovým, jejichž vývoj je úzce spjat s akumulátory sodno-iontovými. Praktická část se zabývá zejména syntézou sodného titanátu, který slouží jako aktivní materiál v záporné elektrodové hmotě, a jeho elektrochemickou a fyzikální charakterizací.
|
|
|
Výzkum interkalačních vlastností elektrodových materiálů založených na expandovaném grafitu
Vencelides, Lukáš ; Máca, Josef (oponent) ; Libich, Jiří (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá problematikou elektrochemických článků a detailně se věnuje především lithium-iontovým akumulátorům. V práci je popsána historie vývoje lithium-iontových akumulátorů, základní informace o lithiu a základní druhy elektrochemických článků. Práce se detailně věnuje popisu charakteristických vlastností a operačnímu principu lithium-iontových akumulátorů s důrazem na zápornou elektrodu a záporné elektrodové materiály. Ze záporných elektrodových materiálů jsou zde popsány jak nejpoužívanější grafitové, tak i moderní materiály s velkým potenciálem do budoucna. V měřících metodách práce popisuje metody CV, GCPL a EIS. Velký důraz je kladen na vysvětlení principu funkce elektrochemické impedanční spektroskopie a její aplikace při měření elektrochemických vlastností materiálů používaných v lithium-iontových akumulátorech. Je zde také popsán postup výpočtu difúzních koeficientů pomocí výsledků elektrochemické impedanční spektroskopie. V praktické části jsou použity dvě metody pro výpočet difúzních koeficientů lithiových iontů do záporné elektrody z expandovaného vločkového grafitu pomocí výsledků série elektrochemických měření.
|
host ::
RSS.