dc.contributor	Sysel Petr, prof. Ing. CSc.
dc.contributor.advisor	Komárek Michal, Ing. Ph.D.
dc.contributor.author	Nejedlo, Luděk
dc.contributor.other	Skolitel : 55316 Simová Jozefína, doc. Ing. Ph.D.
dc.contributor.other	Konzultant : 54744 Buchta Jaroslav, Ing.
dc.contributor.other	Konzultant2 : 64631 Veselý Michal
dc.date	2015
dc.date.accessioned	2018-05-03
dc.date.available	2018-05-03
dc.date.committed	2015-05-16
dc.date.defense	2015-06-16
dc.date.submitted	2014-10-20
dc.date.updated	24.6.2016 17:13
dc.degree.level	Ing.
dc.description.abstract	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.	cs
dc.description.abstract	This diploma thesis deals with possibilities of application of nanostructured materials in energy storage. From this wide field of potential applications is is focused mainly on the use of nanofibrous materials in electrochemical cells and electric double-layer capacitors. These two fields were chosen because of their similarities in construction as well as material requirements.The theoretical part of this thesis contains a review of scientific articles and publications dealing with preparations and applications of nanostructures, especially nanofibers and porous carbon nanofibers in lithium-ion cells and electric double layer capactitors. Following this review, nanofibrous structures for separators and porous carbon nanofibers for electrodes were prepared in the experimental part of this thesis. The morphology of these materials was studied using transmission electron microscopy and scanning electron microscopy coupled with energy-dispersive X-ray spectroscopy. The surface area of these samples was studied using nitrogen adsorption. Thermal and physical properties were analyzed using infrared spectroscopy, differential scanning calorimetry and thermogravimetric measurements. Furthermore, electrochemical properties of samples were studied using galvanostatic cycling and cyclic voltammetry in cooperation with Brno University of Technology.The process of imidization was greatly optimized during the preparation of nanofibrous layers for separators made from polyamic acid, because of the key effect of this process on the resulting material polyimide. 30 discharge cycles were performed in a model cell with the sample separators and their performance was compared with commercial products. Two types of modified carbon nanofibers were produced as potential materials for electrodes. The first of them exhibited a relatively high surface area of 93 m2/g while the second had silicon evenly disperssed troughout its volume. The conducted experiments open several potential research possibilities, which are discussed at the end of the thesis.	en
dc.description.mark
dc.format	100
dc.format.extent	Ilustrace, Schémata, Grafy, Tabulky ROM
dc.identifier.uri	https://dspace.tul.cz/handle/15240/25092
dc.language.iso	cs
dc.relation.isbasedon	[1] Ramakrishna, S. An Introduction to Electrospinning and Nanofibers; World Scientific, 2005.
dc.relation.isbasedon	[2] Andrady, A. L. Science and Technology of Polymer Nanofibers; John Wiley & Sons, 2008.
dc.relation.isbasedon	[3] Haghi, A. K. Electrospinning of Nanofibers in Textiles; CRC Press, 2011.
dc.relation.isbasedon	[4] Martin, C. R. Membrane-Based Synthesis of Nanomaterials. Chem. Mater. 1996, 8, 1739?1746.
dc.relation.isbasedon	[5] Jang, J.; Bae, J.; Choi, M.; Yoon, S.-H. Fabrication and characterization of polyaniline coated carbon nanofiber for supercapacitor. Carbon 2005, 43, 2730?2736.
dc.relation.isbasedon	[6] Choi, S.-S.; Lee, Y. S.; Joo, C. W.; Lee, S. G.; Park, J. K.; Han, K.-S. Electrospun PVDF nanofiber web as polymer electrolyte or separator. Electrochimica Acta 2004, 50, 339?343.
dc.relation.isbasedon	[7] Ji, L.; Yao, Y.; Toprakci, O.; Lin, Z.; Liang, Y.; Shi, Q.; Medford, A. J.; Millns, C. R.; Zhang, X. Fabrication of carbon nanofiber-driven electrodes from electrospun polyacrylonitrile/polypyrrole bicomponents for high-performance rechargeable lithium-ion batteries. Journal of Power Sources 2010, 195, 2050?2056.
dc.relation.isbasedon	[8] Kim, B. C.; Kwon, J. S.; Ko, J. M.; Park, J. H.; Too, C. O.; Wallace, G. G. Preparation and enhanced stability of flexible supercapacitor prepared from Nafion/polyaniline nanofiber. Synthetic Metals 2010, 160, 94?98.
dc.relation.isbasedon	[9] Kim, B.-H.; Kim, C. H.; Yang, K. S.; Rahy, A.; Yang, D. J. Electrospun vanadium pentoxide/carbon nanofiber composites for supercapacitor electrodes. Electrochimica Acta 2012, 83, 335?340.
dc.rights	Vysokoškolská závěrečná práce je autorské dílo chráněné dle zákona č. 121/2000 Sb., autorský zákon, ve znění pozdějších předpisů. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem https://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou https://knihovna.tul.cz/document/26	cs
dc.rights	A university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act. https://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics https://knihovna.tul.cz/document/26	en
dc.rights.uri	https://knihovna.tul.cz/document/26
dc.rights.uri	https://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf
dc.subject	elektroda	cs
dc.subject	elektrochemický článek	cs
dc.subject	imidizace	cs
dc.subject	polyimid	cs
dc.subject	separátor	cs
dc.subject	uhlíková nanovlákna	cs
dc.subject	superkapacitor	cs
dc.subject	electrode	en
dc.subject	electrochemical cell	en
dc.subject	imidization	en
dc.subject	polyimide	en
dc.subject	separator	en
dc.subject	carbon nanofiber	en
dc.subject	supercapacitor	en
dc.subject.verbis	nanovlákna	cs
dc.title	Nanostrukturované materiály pro uchovávání elektrické energie	cs
dc.title	Nanostructured Materials for Electric Energy Storage	en
dc.title.alternative		cs
dc.type	diplomová práce	cs
local.degree.discipline	NA-N
local.degree.programme	Nanotechnologie
local.degree.programmeabbreviation	N3942
local.department.abbreviation	NTI
local.faculty	Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií	cs
local.faculty.abbreviation	FM
local.identifier.stag	28826
local.identifier.verbis	kpw06485380
local.note.administrators	automat
local.verbis.aktualizace	2019-10-05 07:28:43	cs
local.verbis.studijniprogram	NTI Nanotechnologie/Nanomateriály	cs

Nanostrukturované materiály pro uchovávání elektrické energie

Files

Original bundle

Collections