Témata bakalářských prací

seznam nabízených témat  bakalářských prací, v případě zájmu neváhejte kotaktovat  vedoucího práce

Palivové indexy k hodnocení spalovacích vlastností paliv z biomasy

Vedoucí:             Ing. Ivo Jiříček, CSc.       

Konzultant:        Ing. Josef Farták, Ph.D.

Anotace - nová paliva z biomasy uváděná na trh často nejsou přesně definována. Rozvíjejí se proto metody charakterizace paliv, které umožní minimalizovat potřebu časově náročných a drahých testů spalování. Zajímavou volbou jsou palivové indexy, poskytující možnost předběžného vyhodnocení problémů souvisejících se spalováním. Bakalářská práce je plánována jako teoretická. Spočívá ve vytvoření databáze elementárního složení paliv z biomasy a jejich popelů ze studentských prací na ústavu energetiky a dostupných dat na internetu. Porovnáním indexů paliv budou identifikována paliva s potenciálem rizik souvisejících se spalováním, jako jsou emise NO_x, HCl a SO_x, PM, a dále rizik při tavení popela (zanášení výhřevných ploch sypkými nánosy, krustování nánosů, vznik eutektik s korozním účinkem). Jako příklad použití indexů lze uvést molární poměr 2S/Cl jako vztah k popisu rizika koroze vznikem eutektik. Obsah N v palivu je indikátorem emisí NO_x. Součet koncentrací K, Na, Zn a Pb v palivu může dát predikci emisí aerosolu, zatímco molární poměr (K + Na)/[x (2S + Cl)] poskytuje první indikaci týkající se potenciálu pro plynné emise HCl a SO_x. Molární poměr Si/(Ca + Mg) může poskytnout údaje o teplotách tání popela. Pro stejný účel lze jako indikátor nákladů na palivo použít poměr (Si + P + K) / (Ca + Mg).

Energeticky efektivní paliva získávaná z biomasy a odpadů

Vedoucí:             Ing. Ivo Jiříček, CSc.       

Konzultant:        Ing. Josef Farták, Ph.D.

Anotace - podle posledních studií by globální produkce biopaliv využila efektivněji dostupnou zemědělskou půdu, pokud by se biomasa přeměnila na elektrickou energii na pohon elektrických automobilů, spíše než na výrobu bioethanolu nebo bionafty. Energeticky efektivní cesty pro spalování paliv z biomasy a odpadů budou studovány laboratorními přístroji na ústavu energetiky. Experimentální práce bude zaměřena na porovnání charakteristických obsahů vody, hořlaviny a popela z termogravimetrického rozboru a technické analýzy biopaliv s cílem větší průchodnosti a automatizace analýz v přijímacích objektech tepláren. Vzorky budou pocházet z paliv používaných či plánovaných pro české teplárenství. Motivací je urychlit proces odklonu českého teplárenství od spalování uhlí.

Analytické stanovení obsahu a forem síry v čistírenských kalech a produktech jejich zpracování

Vedoucí:             Dr. Ing. Jaroslav Moško, Ph.D.  

Konzultanti:       doc. Ing. Michael Pohořelý, Ph.D.;  Ing. Josef Farták, Ph.D.

Anotace - ro čistírenský kal je charakteristické, že obsahuje vysoké podíly vody, prchavé hořlaviny, popela, síry (0,5 – 2 hm. % v sušině) a dusíku (2 – 5 hm. % v sušině). V případě využití kalu jako paliva nebo vstupního materiálu do procesu pyrolýzy a zplyňování hrozí únik síry do plynných produktů (spaliny, syntézní plyn, generátorový plyn), což ohrožuje životní prostředí, např. únikem SO₂ do ovzduší. Cílem práce je tak vyšetřit obsah a formu síry obsaženou v čistírenském kalu a jeho termochemických produktech. Důraz bude kladen na metodiku a validaci standardizovaných i nestandardizovaných postupů analýzy síry v pevných materiálech.

Analýza fyzikálně-chemických vlastností fotovoltaických panelů za účelem jejich recyklace

Vedoucí:             Ing. Josef Farták, Ph.D.

Anotace - každý FV panel má jen omezenou životnost pro výrobu el. energie, jelikož se již blíží doba životnosti těchto panelů, je potřeba vyřešit proces jejich recyklace. Tato BP práce se zabývá právě charakterizací fyzikálně chemických vlastností FV a bude se řídit následujícími body:

1. Proveďte rešerši domácí a zahraniční literatury se zaměřením na OZE, převážně výrobu energie ze slunce.
2. Proveďte rešerši domácí a zahraniční literatury se zaměřením na možnosti recyklace FV panelů.
3. Proveďte rozbor fyzikálně-chemických vlastností fotovoltaického panelu s využitím termické analýzy s cílem jejich recyklace.
4. Diskutujte výsledky.

Vývoj metod pro hrubý rozbor biomasy pomocí TGA

Vedoucí:             Ing. Josef Farták, Ph.D.

Anotace - hrubý rozbor biomasy je prováděn normovanými postupy, které jsou časově náročné. Student dostane k dispozici velmi přesné analytické termováhy a jeho cílem bude vyvinout metodu hrubého rozbory biomasy, která výrazně sníží časovou náročnost jednotlivých kroků, jako je stanovení prchavé hořlaviny, obsahu vody a obsahu popela. Práce se bude řídit následujícími body:

1. Proveďte rešerši domácí a zahraniční literatury se zaměřením na energetické využití biomasy a její zapojení v energetickém mixu států EU.
2. Proveďte rešerši metod pro hrubý rozbor biomasy pomocí TGA (termogravimetrická analýza).
3. Na základě rešerše identifikujte vhodnou metodu pro hrubý rozbor a proveďte její experimentální ověření.
4. Na základě získaných informací navrhněte vlastní metodu pro hrubý rozbor biomasy.
5. Diskutujte výsledky.

Chování vysoce legovaných ocelí v superkritické vodě

Vedoucí: doc. Ing. Jan Macák, CSc./ doc. RNDr. Petr Sajdl, CSc./ Ing. Mariana Arnoult Růžičková, Ph.D./ Ing. Jana Rejková, Ph.D.

Anotace - použití superkritické vody jako pracovního media energetických cyklů je v současné době diktováno snahou o zvýšení termické účinnosti. Konstrukční materiály jsou v tomto prostředí vystaveny velmi náročným korozním podmínkám. Cílem práce je ověřit chování vybraných konstrukčních materiálů, např. oceli 310S v tomto prostředí. Práce se věnuje též vývoji a aplikaci unikátní in-situ metodiky studia korozních charakteristik za nadkritických parametrů a je součástí mezinárodního projektu H-2020 ECC-SMART (JOINT EUROPEAN CANADIAN CHINESE DEVELOPMENT OF SMALL MODULAR REACTOR TECHNOLOGY).

Chování slitin niklu v superkritické vodě

Vedoucí: doc. Ing. Jan Macák, CSc./ doc. RNDr. Petr Sajdl, CSc./ Ing. Mariana Arnoult Růžičková, Ph.D./ Ing. Jana Rejková, Ph.D.

Anotace - použití superkritické vody jako pracovního media energetických cyklů je v současné době diktováno snahou o zvýšení termické účinnosti. Za jeden z perspektivních konstrukčních materiálů pro toto korozně náročné prostředí jsou považovány slitiny niklu. Cílem práce je ověřit chování slitiny typu 800H v tomto prostředí. Práce se věnuje též vývoji a aplikaci unikátní in-situ metodiky studia korozních charakteristik za nadkritických parametrů a je součástí mezinárodního projektu H-2020 ECC-SMART (JOINT EUROPEAN CANADIAN CHINESE DEVELOPMENT OF SMALL MODULAR REACTOR TECHNOLOGY).

Koroze materiálů pro technologie záchytu CO₂

Vedoucí: doc. Ing. Jan Macák, CSc./ doc. RNDr. Petr Sajdl, CSc./ Ing. Mariana Arnoult Růžičková, Ph.D./ Ing. Jana Rejková, Ph.D.

Anotace - technologie CCS se zabývají snížením emisí záchytem CO₂ a jeho ukládáním do podzemních prostor pro další využití. Tyto technologie pracují v korozivním prostředí a za vysokých teplot. Na konstrukční materiály budou tedy kladené vysoké nároky korozní odolnosti. Cílem práce bude studium korozního chování niklových slitin za vysokých teplot a experimentální ověření jejich životnosti v modelovém prostředí.

Poškození vysoce legovaných materiálů v okruzích chladících vod

Vedoucí: doc. Ing Jan Macák, CSc./ doc. RNDr. Petr Sajdl, CSc./ Ing. Mariana Arnoult Růžičková, Ph.D./ Ing. Jana Rejková, Ph.D.

Anotace - korozivzdorné oceli jsou v elektrárenských okruzích široce rozšířeným materiálem. Jejich využití najdeme mimo jiné i v okruhu chladících vod. V těchto podmínkách je nutno počítat s možnou mikrobiální aktivitou a s ní spojenými riziky pro použití těchto ocelí. Cílem práce je studium chování korozivzdorných ocelí v chladícím okruhu v závislosti na provozních parametrech. K testům bude využit modelový chladící okruh, umožňující přesné nastavení provozních parametrů a jejich monitoring.

Testy stavu povrchových ochranných vrstev v tekutých kovech

Vedoucí: doc. Ing Jan Macák, CSc./ doc. RNDr. Petr Sajdl, CSc./ Ing. Mariana Arnoult Růžičková, Ph.D./ Ing. Jana Rejková, Ph.D.

Anotace - jednou ze slibných koncepcí tzv Generace IV jaderných reaktorů je LFR (Lead Cooled Fast Reactor). LFR reaktor je vysokoteplotní, chlazený roztaveným olovem a umožňuje provoz za nízkého tlaku v primárním okruhu. Práce se bude zabývat vývojem a aplikací in-situ měření povrchových charakteristik konstrukčních materiálů v tekutých kovech. Práce jsou prováděny v kooperaci s Centrem výzkumu, Řež.

Vlastnosti oxidických vrstev na slitinách zirkonia.

Vedoucí: doc. Ing Jan Macák, CSc./  Ing. Mariana Arnoult Růžičková, Ph.D.

Anotace - Slitiny zirkonia slouží jako povlakový materiál palivových článků v jaderné energetice. Jejich korozní chování v prostředí chladiva primárního okruhu JE závisí na vlastnostech povrchové oxidické vrstvy a vyznačuje se kinetickým přechodem. Velmi efektivní metodikou výzkumu oxidické vrstvy je kombinace Elektrochemické impedanční spektroskopie a Ramanovy spektroskopie. Práce se bude zabývat in-situ a ex-situ experimenty s cílem charakterizovat korozní vlastnosti a chování oxidické vrstvy.  Práce jsou prováděny v kooperaci s Centrálními laboratořemi VŠCHT a s UJP Praha.

pracovní skupina “Úprava vody ionexy a membránové separační metody” nabízí studentům témata uvedená níže, podrobnosti k tématům jsou specifikovány až po konzultaci se studentem.

Vedoucí: doc. Ing. Luděk Jelínek, Ph.D./ doc. Dr. Ing. Helena Parschová/ Ing. Eva Mištová, Ph.D.

• Selektivní sorpce nežádoucích kontaminantů z vod
• Selektivní sorpce aniontů – výběr ionexů a pracovní podmínek
• Studium sorpce iontů kovů na anorganických sorbentech
• Studium sorpce iontů na přírodních sorbentech
• Kombinace elektrochemických a sorpčních procesů pro separaci iontů kovů
• Využití membránových technologií v energetice
• Laboratorní příprava ionexů nebo sorbentů