Experimentální metody pro vývoj technologií udržitelné energetiky - NFPL219

• Anglický název: Experimental methods for the development of sustainable energy technologies
• Zajišťuje: Katedra fyziky nízkých teplot (32-KFNT)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2023
• Semestr: letní
• E-Kredity: 9
• Rozsah, examinace: letní s.:3/3, Z+Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Způsob výuky: prezenční
• Garant: prof. Mgr. Jakub Čížek, Ph.D.; doc. RNDr. Jan Lang, Ph.D.
• Vyučující: prof. Mgr. Jakub Čížek, Ph.D.; doc. Mgr. Jaroslav Kohout, Dr.; doc. RNDr. Jan Lang, Ph.D.

Anotace

čeština

Charakterizace heterogenních materiálů, dopování pevných látek vodíkem, Sievertův volumetrický analyzátor, elektrochemické dopování vodíkem, měření koncentrace vodíku, spalovací elementární analyzátor, metody studia hydridů, termická desorpční analýza, termogravimetrie, interakce vodíku s defekty, interakce Li a Na v materiálech akumulátorů, měření koncentrace a difúze Li a Na v katodách akumulátorů, pozitronová anihilační spektroskopie, Mössbauerova spektroskopie. Spektroskopie jaderné magnetické rezonance v plynné, kapalné, pevné fázi, měření molekulárního pohybu v adsorbované tekutině.

Poslední úprava: Chlan Vojtěch, doc. RNDr., Ph.D. (15.05.2024)

angličtina

Characterization of heterogeneous materials, hydrogen doping of solids, Sievert volumetric analyzer, electrochemical hydrogen doping, hydrogen concentration measurement, combustion elemental analyzer, hydride study methods, thermal desorption analysis, thermogravimetry, interaction of hydrogen with defects, interaction of Li and Na in battery materials, measurement of concentration and diffusion of Li and Na in battery cathodes, positron annihilation spectroscopy, Mössbauer spectroscopy. Nuclear magnetic resonance spectroscopy in gas, liquid, solid phase, measurement of molecular motion.

Poslední úprava: Chlan Vojtěch, doc. RNDr., Ph.D. (15.05.2024)

Cíl předmětu

čeština

Cílem předmětu je předat studentům znalosti o specifických experimentálních metodách používaných při vývoji technologií udržitelné energetiky (především technologiích využívajících vodík jako čistý nosič energie a technologií využívajících baterie). Studenti se seznámí s teoretickými základy jednotlivých metod a naučí se je také prakticky používat v laboratoři.

Poslední úprava: Chlan Vojtěch, doc. RNDr., Ph.D. (15.05.2024)

angličtina

The aim of the course is to provide students with knowledge of specific experimental methods used in the development of sustainable energy technologies (mainly technologies using hydrogen as a clean energy carrier and technologies based on batteries). Students will become familiar with the theoretical principles of various methods and will also learn to use them practically in the laboratory.

Poslední úprava: Chlan Vojtěch, doc. RNDr., Ph.D. (15.05.2024)

Podmínky zakončení předmětu

čeština

ústní zkouška a zápočet

Poslední úprava: Chlan Vojtěch, doc. RNDr., Ph.D. (30.04.2024)

angličtina

oral exam and credit

Poslední úprava: Chlan Vojtěch, doc. RNDr., Ph.D. (30.04.2024)

Literatura

čeština

G. Alefeld, J. Völkl (eds.), Hydrogen in Metals I, Basic Properties, Springer-Verlag, Berlin 1978

G. Alefeld, J. Völkl (eds.), Hydrogen in Metals II, Application-Oriented Properties, Springer-Verlag, Berlin 1978

L. Schlapbach (ed.) Hydrogen in Intermetallic Compounds I, Springer-Verlag, Berlin 1988.

T.B. Flanagan, W.A. Oates, The Palladium-Hydrogen System, Annu. Res. Mater. Sci. 211 (1991) 269-304.

J. Čížek, Characterization of lattice defects in metallic materials by positronannihilation spectroscopy: A review, J. Mater. Sci. Technology 34 (2018) 577.

Tomáš Kmječ, Jaroslav Kohout,ilan Dopita,Miroslav Veverka and Jan Kuriplach, Mössbauer Spectroscopy of Triphylite (LiFePO4) at Low Temperatures, Condens. Matter 2019, 4, 86

M. Dračinský, NMR spektroskopie pro chemiky, Univerzita Karlova, Přírodovědecká fakulta, Praha 2021

W. S. Price, NMR Studies of Translational Motion, Principles and Applications, Cambridge University Press, Cambridge 2009.

Poslední úprava: Chlan Vojtěch, doc. RNDr., Ph.D. (15.05.2024)

angličtina

G. Alefeld, J. Völkl (eds.), Hydrogen in Metals I, Basic Properties, Springer-Verlag, Berlin 1978

G. Alefeld, J. Völkl (eds.), Hydrogen in Metals II, Application-Oriented Properties, Springer-Verlag, Berlin 1978

L. Schlapbach (ed.) Hydrogen in Intermetallic Compounds I, Springer-Verlag, Berlin 1988.

T.B. Flanagan, W.A. Oates, The Palladium-Hydrogen System, Annu. Res. Mater. Sci. 211 (1991) 269-304.

J. Čížek, Characterization of lattice defects in metallic materials by positronannihilation spectroscopy: A review, J. Mater. Sci. Technology 34 (2018) 577.

Tomáš Kmječ, Jaroslav Kohout,ilan Dopita,Miroslav Veverka and Jan Kuriplach, Mössbauer Spectroscopy of Triphylite (LiFePO4) at Low Temperatures, Condens. Matter 2019, 4, 86

M. H. Levitt, Spin dynamics, Basics of Nuclear Magnetic Resonance, Wiley, Chichester 2008

W. S. Price, NMR Studies of Translational Motion, Principles and Applications, Cambridge University Press, Cambridge 2009.

Poslední úprava: Chlan Vojtěch, doc. RNDr., Ph.D. (15.05.2024)

Metody výuky

čeština

přednáška a laboratorní práce

Poslední úprava: Chlan Vojtěch, doc. RNDr., Ph.D. (30.04.2024)

angličtina

lecture and laboratory work

Poslední úprava: Chlan Vojtěch, doc. RNDr., Ph.D. (30.04.2024)

Požadavky ke zkoušce

čeština

• obtaining a credit is a condition for taking the exam

• active participation in laboratory work is a condition for obtaining credit

• the exam is oral, the scope of required knowledge corresponds to the syllabus of the lecture in the scope presented in the lecture

Poslední úprava: Chlan Vojtěch, doc. RNDr., Ph.D. (30.04.2024)

Sylabus

čeština

• měření obsahu vodíku v pevné látce pomocí spalovacího elementárního analyzátoru

• volumetrické měření kinetiky absorpce a desorpce vodíku a P-C izoterm pomocí Sievertova volumetrického analyzátoru

• termická desorpční analýza a termogravimetrie

• studium interakce vodíku s defekty pomocí anihilace pozitronů

• studium interakce lithia a sodíku v materiálech pomocí Mössbauerovy spektroskopie a NMR

• měření obsahu lithia a sodíku v materiálech katod akumulátorů pomocí Mössbauerovy spektroskopie v závislosti na nabití baterie

• NMR spektroskopie heterogenních systémů

• měření samodifúze pomocí NMR

Poslední úprava: Chlan Vojtěch, doc. RNDr., Ph.D. (15.05.2024)

angličtina

• measurement of hydrogen content in a solid sample using an elemental combustion analyzer

• volumetric measurement of hydrogen absorption and desorption kinetics and P-C isotherms using a Sievert volumetric analyzer

• thermal desorption analysis and thermogravimetry

• study of hydrogen interaction with defects by means of positron annihilation

• study of the interaction of lithium and sodium in materials using Mössbauer spectroscopy and NMR

• measurement of lithium and sodium content in battery cathode materials using Mössbauer spectroscopy depending on battery charge

• NMR spectroscopy of heterogeneous systems

• measurement of translational self-diffusion using NMR

Poslední úprava: Chlan Vojtěch, doc. RNDr., Ph.D. (15.05.2024)