Low Temperature Fuel Cells H2-O2 with Anionic and Bipolar Membrane

Disertační práce se zabývá výzkumem katalyzátorů a iontoměničových membrán pro palivové články H2 – O2, Jsou v ní popsány základní principy reakcí, termodynamické aspekty a kinetická kriteria v palivových článcích typu PEM. Jako membrány a pojiva v membránových palivových článcích se dosud téměř výhradně používají velmi drahé iontoměniče na bázi fluorovaných polymerních sulfokyselin, zpravidla známých pod obchodním jménem NAFION což jsou látky velice nákladné. K tomu přistupuje i silně korozivní charakter těchto iontoměničů, jež podmiňuje výhradní použití katalyzátorů na bázi platinových kovů. To činí membránové palivové články zcela neschopné konkurence například s motory s vnitřním spalováním, a to navzdory všem ekologickým výhodám tohoto zdroje elektrické energie. Proto je snaha nahradit tyto materiály takovým souborem látek, které budou jednak výrazně levnější a jednak budou umožňovat použití méně nákladných kovů jakožto katalyzátorů. Předmětem disertační práce je výzkum a vývoj látek pro kompozitní elektrodové materiály na bazi NiOx,Ni-Pd a Raneyův nikl, vhodné jako katalyzátory a iontoměničové membrány alkalického a bipolarního typu pro palivové články.The doctoral thesis deals with investigation of the catalysts and ionexchanege membranes for fuel cells H2-O2. The work contains the basic principles of chemical reactions, thermodynamic aspects and kinetic properties in PEM fuel cells.Ion-exchagers based on fluorinated polymer sulfonic acids known as NAFION are used in most cases. These compounds are very expensive. Also a strong corrosive attribute requires platinum as a catalysator. These facts make the membrane fuel cells fully non-competetive with e.g. internal combustion engine in spite of all ecological advantages of this electrical power source. The subject of doctoral thesis is research and development of compounds for the composite electrode materials base on NiOx, Ni-Pd and Raney Ni suitable as catalysts a nd alkaline or bipolar ionexchange membranes for electrochemical fuel cells.

Real-time Geoinformation Systems to Improve the Quality, Scalability, and Cost of Internet of Things for Agri-environment Research

With the increasing emphasis on machine learning and artificial intelligence to drive knowledge discovery in the agricultural sciences, spatial internet of things (IoT) technologies have become increasingly important for collecting real-time, high resolution data for these models. However, managing large fleets of devices while maintaining high data quality remains an ongoing challenge as scientists iterate from prototype to mature end-to-end applications. Here, we provide a set of case studies using the framework of technology readiness levels for an open source spatial IoT system. The spatial IoT systems underwent 3 major and 14 minor system versions, had over 2,727 devices manufactured both in academic and commercial contexts, and are either in active or planned deployment across four continents. Our results show the evolution of a generalizable, open source spatial IoT system designed for agricultural scientists, and provide a model for academic researchers to overcome the challenges that exist in going from one-off prototypes to thousands of internet-connected devices.Comment: 20 pages, 5 figures, 1 tabl

Mezoporézní nikl-oxid nikelnatý pro katalyzátory palivových článků

Nanostructured (mesoporous) nickel-nickel oxide was prepared from the medium of the lyotropic liquid crystals. The electrochemical properties of the material deposited in thin layers were studied, especially the hydrogen oxidation reaction. The catalyst exhibits remarkable catalytic activity