Cena Jiřího Zelenky

Permanent URI for this collection

https://dspace.tul.cz/handle/15240/153592

Browse

Browsing Cena Jiřího Zelenky by Author "Komárek Michal, Ing. Ph.D."

Now showing 1 - 1 of 1
  • Thumbnail Image
    Item
    Nanostrukturované materiály pro uchovávání elektrické energie
    (2014-10-20) Nejedlo, Luděk; Komárek Michal, Ing. Ph.D.; Skolitel : 55316 Simová Jozefína, doc. Ing. Ph.D.; Konzultant : 54744 Buchta Jaroslav, Ing.; Konzultant2 : 64631 Veselý Michal
    Tato diplomová práce se zabývá možnostmi aplikace nanostrukturovaných materiálů v problematice uchovávání elektrické energie. Z širokého portfolia aplikačních směrů je práce zaměřena zejména na uplatnění nanovlákenných materiálů v elektrochemických článcích a superkapacitorech s elektrickou dvojvrstvou. Tyto dvě oblasti byly zvoleny z důvodu jejich konstrukční a materiálové podobnosti. V teoretické části byla uskutečněna recenze vědeckých článků a publikací zabývajících se přípravou a aplikací nanostruktur, zejména pak nanovlákenných vrstev a porézních uhlíkových nanovláken v lithium iontovém článku a superkapacitoru s elektrickou dvojvrstvou. V návaznosti na tuto rešeršní činnost byly v praktické části práce připraveny nanovlákenné materiály pro separátory a modifikovaná uhlíková nanovlákna jako potenciální materiály elektrod. Morfologie takto připravených materiálů byla studována metodou skenovací i transmisní elektronové mikroskopie a energiově disperzní rentgenové spektroskopie. Měrný povrch vzorků byl stanoven metodou dusíkové adsorpce. Pro studium termicko-chemických vlastností byly použity metody infračervené spektroskopie, diferenční skenovací kalorimetrie a termogravimetrická analýza. Dále byly testovány elektrochemické vlastnosti materiálů elektrod a separátorů metodami galvanostatického cyklování a cyklické voltametrie ve spolupráci s VUT v Brně.Vývoj nanovlákenných vrstev pro separátory vedl k výrazné optimalizaci a zkrácení procesu přípravy polyimidových nanovláken s chemickou odolností nutnou pro tuto aplikaci. Na připravených separátorech bylo provedeno 30 nabíjecích cyklů v modelovém článku a jejich vlastnosti byly porovnány s komerčními separátory. Jako materiály elektrod byly připraveny dva typy modifikovaných uhlíkových nanovláken. První z nich se vyznačuje relativně velkým aktivním povrchem 93 m2/g, druhý pak rovnoměrným rozptýlením křemíku v nanovlákenné vrstvě. Provedené experimenty nabízí několik potenciálních směrů výzkumu, které jsou definovány v závěru práce.