The influence of the notches on the natural frequencies

The simplification of the FEM model (the missing of a notch or a crack) generally means the modification of the natural frequencies. An analysis of these changes is matter of this paper. The direct and semicircle notches were made on the testing specimens (by cut depth in the specimens) and the naturals frequencies were measured and computed. The results are compared.In the paper is discussed the choice of the FEM element for FEM model and the comparison with experiment is made too.The influence of the crack on the natural frequencies is discussed in the case of specimen for high cycle fatigue test. The changes of the first three frequencies are compared for specimens with and without crack

Performance evaluation of thermally treated graphite felt electrodes for vanadium redox flow battery and their four-point single cell characterization

V našem příspěvku studujeme elektrokatalytický efekt kyslíkových funkčních skupin tepelně upravené grafitové plsti na kinetiku elektrodových reakcí vanadové redoxní průtočné baterie. Chemické a morfologické změny plstí jsou analyzovány standardními fyzikálně chemickými metodami. Pro charakterizaci plstí v laboratorním monočlánku byla vyvinuta komplexní metoda čtyřbodového měření. Metoda je založena na elektrochemické impedanční spektroskopii a měření zátěžových křivek kladných a záporných poločlánků pomocí vložených pseudo-referenčních elektrod z platinového drátku. Distribuce ohmických a faradaických ztrát v monočlánku byla vyhodnocena jak pro symetrickou, tak pro asymetrickou konfiguraci elektrod s ohledem na podmínky úpravy. Pozitivní vliv funkcionalizace plstí je pozorován pouze u záporné elektrody, zatímco kinetika kladné elektrodové reakce je téměř neovlivněna úpravou. To je v rozporu s výsledky typicky používané cyklovoltametrické charakterizace, které naznačují, že obě elektrody jsou aktivovány úpravou v podobném rozsahu. Vyvinutá čtyřbodová charakterizační metodika může být dále využita např. k optimalizaci vnitřních komponent bateriového článku, či pro in-situ studium životnosti redoxních průtočných baterií na bázi různých chemií.In our contribution we study the electrocatalytic effect of oxygen functionalization of thermally treated graphite felt on kinetics of electrode reactions of vanadium redox flow battery. Chemical and morphological changes of the felts are analysed by standard physico-chemical characterization techniques. A complex method four-point method is developed and employed for characterization of the felts in a laboratory single-cell. The method is based on electrochemical impedance spectroscopy and load curves measurements of positive and negative half-cells using platinum wire pseudoreference electrodes. The distribution of ohmic and faradaic losses within a single-cell is evaluated for both symmetric and asymmetric electrode set-up with respect to the treatment conditions. Positive effect of oxygen functionalization is observed only for negative electrode, whereas kinetics of positive electrode reaction is almost unaffected by the treatment. This is in a contradiction to the results of typically employed cyclovoltammetric characterization which indicate that both electrodes are enhanced by the treatment to a similar extent. The developed four-point characterization method can be further used e.g., for the component screening and in-situ durability studies on singlecell scale redox flow batteries of various chemistries

Vliv vlastností uhlíkové plsti na dlouhodobou trvanlivost záporné elektrody ve vanadové průtočné baterii

V 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.In our contribution we study the long-term durability of two different graphite felt materials serving as negative electrode in vanadium redox flow battery. Both electrodes differ in the precursor material and the way of activation which causes significant differences in relevant properties such as electric conductivity, specific surface area and electrochemical double layer capacitance. The performance stability of the felts within 2000 chargedischarge cycles conducted in labscale single-cell is evaluated from 4-point characterization before the cycling and after each 1000 cycles. Significant deterioration of electrocatalytic activity is observed for commercially activated polyacrylonitrile-based negative electrode, whereas the in-house activated rayon-based negative electrode provides stable performance over the whole tested period. A comprehensive post-mortem characterization is performed to identify the causes of different durability of both negative electrodes. X-ray photoelectron spectroscopy analysis reveals very similar changes in surface functionalization by oxygen-containing groups for both felts; however, the decrease of sp2-hybridized carbon and simultaneous increase of sp3-hybridized one is significantly higher for the unstable polyacrylonitrile-based felt. Although the performance deterioration of the polyacrylonitrile-based felt cannot be related to the decrease of the surface area or double-layer capacitance, the high surface area of activated rayon-based felt most probably contributes to its excellent performance stability

Influence of cholesterol and beta-sitosterol on the structure of EYPC bilayers

The influence of cholesterol and β-sitosterol on egg yolk phosphatidylcholine (EYPC) bilayers is compared. Different interactions of these sterols with EYPC bilayers were observed using X-ray diffraction. Cholesterol was miscible with EYPC in the studied concentration range (0-50 mol%), but crystallization of β-sitosterol in EYPC bilayers was observed at X ≥ 41 mol% as detected by X-ray diffraction. Moreover, the repeat distance (d) of the lamellar phase was similar upon addition of the two sterols up to mole fraction 17%, while for X ≥ 17 mol% it became higher in the presence of β-sitosterol compared to cholesterol. SANS data on suspensions of unilamellar vesicles showed that both cholesterol and β-sitosterol similarly increase the EYPC bilayer thickness. Cholesterol in amounts above 33 mol% decreased the interlamellar water layer thickness, probably due to "stiffening" of the bilayer. This effect was not manifested by β-sitosterol, in particular due to the lower solubility of β-sitosterol in EYPC bilayers. Applying the formalism of partial molecular areas, it is shown that the condensing effect of both sterols on the EYPC area at the lipid-water interface is small, if any. The parameters of ESR spectra of spin labels localized in different regions of the EYPC bilayer did not reveal any differences between the effects of cholesterol and β-sitosterol in the range of full miscibility