Articles (CT1)
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
Item Fouling of a heterogeneous anion-exchange membrane and single anion-exchange resin particle by ssDNA manifests differently(Elsevier, 2019) Belloň, Tomáš; Polezhaev, Petr; Vobecká, Lucie; Slouka, ZdeněkElektrostatické interakce mezi nábojem fixovaným v iontoměničových membránách a nábojem neseným velkými ionty přítomnými v odsoleném elektrolytu mohou významně podpořit znečištění ionexových membrán v případě, že jsou oba náboje opačné. Zde studujeme interakce mezi aniontově výměnnými systémy představovanými heterogenní aniontově výměnnou membránou a homogenní aniontově výměnnou částicí, které mají pozitivní fixovaný náboj a krátké fragmenty jednořetězcové DNA jako velkou molekulu s negativním nábojem. Zkoumáme vliv DNA na oba systémy měřením proudonapěťových křivek v roztocích, které mají různé koncentrace mobilní DNA. Naše experimentální data ukazují, že zatímco existuje výrazný vliv DNA v limitní a nadlimitní oblasti proudo-napěťových křivek pro heterogenní aniontově výměnnou membránu, existuje velmi omezený vliv na proudo-napěťové křivky aniontově výměnné částice. Přímé pozorování vyčerpané strany nedotčené heterogenní aniontově výměnné membrány ukázalo, že polarizace membrány vede k tvorbě intenzivního chaotického víru lokalizovaného na povrchu membrány, na kterém dva velké protisměrné víry překrývají pozdější polarizaci. Přidání DNA neovlivňuje tvorbu dvou velkých vírů, ale naše data silně naznačují, že existuje účinek na lokální vír, který je zodpovědný za velké změny proudo-napěťových křivek. Pozorování aniontově výměnné částice překvapivě odhalilo, že DNA silně ovlivňuje elektrokinetiku kolem částice, i když se to neprojevuje v naměřených křivkách proudu a napětí. V tomto systému DNA mění elektrokinetický obraz úplně a velmi pravděpodobně vytváří bipolární spojení schopné štěpení vody.
Item Behavior of Embedded Cation-Exchange Particles in a DC Electric Field(MDPI, 2019) Vobecká, Lucie; Belloň, Tomáš; Slouka, ZdeněkElektrodialýza a elektrodeionizace jsou separační procesy, jejichž výkon závisí na kvalitě a vlastnostech iontově výměnných membrán. Jedním ze znaků, který tyto vlastnosti do značné míry ovlivňuje, je heterogenita membrán na makroskopické i mikroskopické úrovni. Makroskopická heterogenita je vnitřní vlastností heterogenních iontově výměnných membrán. V těchto membránách je funkční iontoměničová složka dispergována v nevodivém pojivu. Funkční složkou jsou jemně mleté částice iontoměničové pryskyřice. Pochopení vlivu struktury na vlastnosti a chování heterogenních membrán je tedy nanejvýš důležité, protože neovlivňuje pouze skutečný výkon, ale také náklady a tedy konkurenceschopnost výše uvedených separačních procesů. Zde studujeme elektrokinetické chování katexových pryskyřičných částicových systémů s dobře definovanou geometrickou strukturou. Tento přístup lze chápat jako přístup zdola nahoru, pokud jde o přípravu membrány. Strukturovanou katexovou membránu připravujeme pomocí její základní složky, kterou je iontoměničová pryskyřice. Poté provedeme experimentální studii se čtyřmi různorodými experimentálními systémy, ve kterých se počet použitých katexových částic mění z 1 na 4. Tyto systémy jsou studovány pomocí základních elektrochemických charakterizačních měření, jako je měření proudo-napěťových křivek a přímých optických pozorování jevů, které se vyskytují na rozhraní mezi iontovýměnným systémem a sousedním elektrolytem. Cílem naší práce je lepší pochopení vztahu mezi strukturou a membránovými vlastnostmi a toho, jak struktura ovlivňuje elektrokinetické chování těchto systémů.
Item Effect of graphite felt properties on the long-term durability of negative electrode in vanadium redox flow battery(Elsevier, 2019) Mazúr, Petr; Mrlík, J.; Pocedič, Jaromír; Vrána, Jiří; Dundálek, Jan; Kosek, Juraj; Bystroň, TomášV našem příspěvku studujeme dlouhodobou životnost dvou různých grafitových plstí, které slouží jako záporná elektroda ve vanadové průtočné baterii. Obě elektrody se liší v prekurzorovém materiálu a způsobu aktivace, který způsobuje významné rozdíly v příslušných vlastnostech, jako je elektrická vodivost, specifická povrchová plocha a kapacitance elektrochemické dvojvrstvy. Výkonová stabilita plstí během 2000 nabíjecích cyklů prováděných v laboratorních jednočláncích je hodnocena ze čtyřbodové charakterizace před cyklem a po každých 1000 cyklech. Významné zhoršení elektrokatalytické aktivity je pozorováno u komerčně aktivované záporné elektrody na bázi polyakrylonitrilu, zatímco interní aktivovaná záporná elektroda na bázi umělého hedvábí poskytuje stabilní výkon během celého testovaného období. Komplexní charakterizace post-mortem se provádí za účelem identifikace příčin různé trvanlivosti obou záporných elektrod. Rentgenová fotoelektronová spektroskopická analýza odhalila velmi podobné změny v povrchové funkcionalizaci skupinami obsahujícími kyslík obě plsti; nicméně pokles sp2-hybridizovaného uhlíku a současné zvýšení počtu sp3-hybridizovaného uhlíku je významně vyšší u nestabilní plsti na bázi polyakrylonitrilu. Ačkoliv zhoršení vlastností plsti na bázi polyakrylonitrilu nemůže souviset s poklesem povrchové plochy nebo dvouvrstvé kapacitní kapacity, vysoká povrchová plocha aktivovaného na bázi umělého hedvábí s největší pravděpodobností přispívá k jeho vynikající stabilitě výkonu.Item 3D reconstruction and pore-scale modeling of coated catalytic filters for automotive exhaust gas aftertreatment(Elsevier, 2019) Kočí, Petr; Isoz, Martin; Plachá, Marie; Arvajová, Adéla Buzkova; Václavík, Marek; Svoboda, Miloš; Price, Emily; Novák, Vladimír; Thompsett, DavidTato publikace prezentuje nově vyvinutou metodologii simulace toku, difuze a reakce na úrovni pórů v katalytických filtrech s aktivní vrstvou. 3D morfologie porézní stěny a aktuální distribuce katalytického materiálu je rekonstruována ze snímků z rentgenové tomografie (XRT) a dále validována pomocí rtuťové porozimetrie (MIP). Rekonstruovaná geometrie je posléze transformována na simulační síť programu OpenFOAM. Tok volnými póry i katalytickou vrstvou je simulován pomocí rešiče SimpleFoam, zatímco námi vyvinutý řešič je použit pro simulaci difuze a reakce jednotlivých složek.Item Experimental observation of phenomena developing on ion-exchange systems during current-voltage curve measurement(Elsevier, 2019) Belloň, Tomáš; Polezhaev, Petr; Vobecká, Lucie; Svoboda, Miloš; Slouka, ZdeněkIontově výměnné systémy, představované například iontově výměnnými membránami nebo iontově výměnnými částicemi, vykazují nelineární proudo-napěťové charakteristiky s třemi rozlišitelnými oblastmi. Tyto tři oblasti se nazývají podlimitní, limitní a nadlimitní. Každá z těchto oblastí reprezentuje jevy zodpovědné za transport iontů v daném proudovém režimu. V této publikaci sledujeme rozhraní mezi kationtově výměnným systémem a elektrolytem na iontově vyčerpané straně membrány v průběhu měření proudo-napěťové charakteristiky, pomocí fluorescence a optického pozorování.Item Experimentální příprava korozivních preparátů orgánů velkého zvířete(Česká lékařská společnost JEP, 2018) Pálek, R.; Liška, V.; Eberlová, L.; Mírka, H.; Svoboda, Miloš; Haviar, Stanislav; Emingr, M.; Brzoň, O.; Mik, P.; Třeška, V.Korozivní preparáty (KP) slouží k vizualizaci a hodnocení morfologie dutých struktur. KP s naplněným kapilárním řečištěm umožňují za pomoci zobrazovacích metod získání dat použitelných pro matematické modelování orgánové perfuze. Náročnost přípravy KP stoupá s objemem cévního řečiště, proto byly touto metodou doposud zkoumány zejména malé živočišné druhy. Cílem této studie bylo optimalizovat protokoly přípravy korozivních preparátů různých orgánů prasete domícího, a to vzhledem k dostupnosti těchto orgánů a významu prasete domácího v experimentální medicíně.
