Programme detail - Faculty of Environmental Technology

You are here: UCT Prague – FET → Studies → PhD studies in English → Programme detail

Chemistry and Technology of Materials

Doktorský program, Fakulta chemické technologie

Doctoral study of Chemistry and Technology of Materials is a natural consequence of the long-time material research at UCT Prague. The study is based on the cutting-edge physical, chemical and engineering approaches to materials and material technology. Students develop their knowledge about materials; they find and comprehend deeper relationships among preparation and/or production of materials, structure and composition, and their properties. Inevitable part of the study are courses focused to deeper understanding of nature of materials, analytical methods, material characterization, and material technologies.

Uplatnění

Graduates become not only leading experts in the field of material science and technology, but thanks to their experience in international teamwork they are predetermined to start their career in academic area, international research and technology corporations, innovative companies, and state government.

Detaily programu

Jazyk výuky	anglický
Standardní doba studia	4 roky
Forma studia	kombinovaná , prezenční
Garant studia	prof. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch
Místo studia	Praha
Kapacita	15 studentů
Kód akreditace (MŠMT kód)	P0711D130008
VŠCHT kód	AD102
Počet vypsaných témat	26

Studijní plán

Vypsané disertační práce pro rok 2024/25

Analýza procesu přeměny kmene na sklo

Garantující pracoviště:	Laboratoř anorganických materiálů
Školitel:	Ing. Richard Pokorný, Ph.D.

Anotace

Hlavním cílem práce je analýza jednoho z kritických procesů při přeměně kmene, a to vývinem a kolapsem primární pěny na rozhraní kmen-tavenina. Primární pěna, která působí jako izolační vrstva zabraňující přenosu tepla do reagujícího kmene, je výsledkem mnoha různých reakcí uvolňujících plyny, které jsou zachyceny ve vrstvě primární taveniny na rozhraní kmene a skla. Bude studována morfologie pěny a chemické reakce uvolňující plyny.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Laboratoř anorganických materiálů, FCHT, VŠCHT Praha

Borany: Cesta k inerciální proton-borové fúzi

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.
Školitel:	Dr. Michael G. S. Londesborough

Anotace

Aneutronická fúze protonu a jádra 11B za vzniku tří jader 4He je nejúčinnějším a ekologicky nejbezpečnějším zdrojem energie, který je milionkrát vydatnější než například spalování uhlí, a bez jakýchkoli problémů spojených s radioaktivitou, které zase přináší jaderné štěpení. K dosažení p-B fúze je zapotřebí enormní stlačení 10^5 násobku hustoty pevných látek. Pokroky v laserové technologii vedou k vytváření takových podmínek, ve kterých světlo generuje silné tlakové vlny v plazmatu obsahujícím B a H. Zde je potřeba lépe porozumět ideálnímu složení paliva a jeho charakteristikám. Tento projekt, podpořeno grantem EU Pathfinder, navrhuje jako palivo pro aneutronickou fúzi borany, které se skládají výhradně z atomů B a H v poměrech cca. 1:1 a jsou také velmi blízko sebe, a tak se eliminuje potřeba jakéhokoli primárního terče generujícího protony, a proto jsou dobrým začátkem pro inerciální udržení. Máme v úmyslu využít všestrannost chemie boranů k vytvoření širokého portfolia kandidátů na palivo, ke studiu jejich chování v podmínkách inerciálního udržení a k prokázání jejich užitečnosti při fúzi p-B.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

Luminiscenční kovové klastry pro biologické aplikace

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.
Školitel:	Kaplan Kirakci, Ph.Dr.

Anotace

Molybdenové klastry nanometrových rozměrů jsou agregáty šesti atomů molybdenu s ligandy. Práce zahrnuje jejich syntézu, studium stability, luminiscence a biologických účinků. Klastry po aktivaci viditelným světlem produkují singletový kyslík, který je vysoce reaktivní a má cytotoxické účinky. Nedávno jsme zjistili, že klastry lze také excitovat rentgenovým zářením (RTG). Již jsme získali slibné výsledky v oblasti RTG-indukované fotodynamické terapie. Klastry představují účinné sloučeniny pro vývoj léčiv určených ke zvýšení účinnosti radioterapie rakoviny, pro fotodynamickou terapii nebo fotoinaktivaci bakterií.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

Nanokrystalické materiály pro výkonovou fotoniku

Garantující pracoviště:	Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v. v. i. Ústav anorganické chemie
Školitel:	Ing. Jan Mrázek, Ph.D.

Anotace

Rostoucí výkon zdrojů záření pro infračervenou oblast vyžaduje nové materiály se zvýšenou luminiscenční účinností a teplotní stabilitou. Nanokrystalické materiály dopované prvky vzácných zemin jsou vhodnou alternativou k tradičním sklům a monokrystalům. Práce bude zaměřena na přípravu a charakterizaci transparentních nanokrystalických materiálů vycházejících ze systému Y2O3-Al2O3-SiO2 dopovaného prvky vzácných zemin. Bude studován vliv složení a podmínek přípravy na reakční a růstové mechanismy vzniku nanokrystalů rovnoměrně distribuovaných v amorfní matrici. Složení studovaného systému bude modifikováno za účelem snížení fononové energie nanokrystalů a zvýšení luminiscenční účinnosti v infračervené oblasti. Bude vypracován teoretický model přenosu energie v iontech vzácných zemin a výsledky budou porovnány s experimentálními výsledky luminiscenčních měřeních. Vybrané materiály budou využity pro přípravu aktivních optických vláken, které budou využity pro přípravu vláknových laserů.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Nanooxidy ceru pro environmentální a bio-aplikace

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.
Školitel:	Ing. Jiří Henych, Ph.D.

Anotace

Práce se zaměřuje na přípravu nanostrukturních oxidů ceru různými především "wet chemical" metodami a jejich využití v environmenálních a bio-aplikacích. Výjimečné povrchové redoxní vlastnosti CeO2 nanostruktur umožňují reaktivní adsorpci/katalytický rozklad nebezpečných polutantů (jako jsou pesticidy nebo léčiva ve vodách), ale i např. bojových chemických látek. Kromě toho nanočástice CeO2 vykazují neobyčejné pseudo-enzymatické vlastnosti a mohou tak napodobovat enzymy v živých organizmech což by mohlo vést k rozvojí umělých enzymů tzv. nanozymů.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

Nové přístupy k protikorozní ochraně ocelové výztuže betonu

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Školitel:	doc. Ing. Milan Kouřil, Ph.D.

Anotace

Koroze ocelové výztuže je hlavní příčinou poškození železobetonových konstrukcí, které vyvolává obrovské ekonomické škody a představuje bezpečnostní riziko. Ochranu výztuže před korozí se dosud nepodařilo uspokojivě vyřešit. Rozvíjené přístupy jsou založeny na volbě odolnějších materiálů, použití vhodných povrchových úprav a aplikaci korozních inhibitorů, utěsňovacích prostředků a elektrochemických způsobů protikorozní ochrany. V práci budou rozvíjeno především využití elektrochemických technik pro urychlení transportu korozních inhibitorů k výztuži a pro zvýšení účinku utěsňovacích prostředků. Budou vyvíjeny metody elektrochemického testování účinnosti těchto ochranných postupů.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, FCHT, VŠCHT Praha

Nové typy substitucí na atomech boru a uhlíku na karboranech a metallakarboranech s ohledem na přípravu netradičních léčiv

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.
Školitel:	RNDr. Bohumír Grüner, CSc.

Anotace

Téma se týká vývoje syntetických metod pro připravu nových klastrových strukturních bloků, které budou využitelné v návrhu netradičních léčiv a také stereochemie substitucí na klastrových molekulách.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

Oxidy titanu a titanáty pro pokročilé aplikace

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.
Školitel:	Ing. Jan Šubrt, CSc.

Anotace

Li-ion baterie jsou jedním z nejslibnějších elektrochemických zdrojů energie. Materiály na bázi Ti, jako Li4Ti5O12, Li2Ti3O7, TiO2-B a H2Ti3O7, jsou považovány za důležité anody pro lithium-iontové baterie kvůli jejich vysoké bezpečnosti a vynikající cyklické stabilitě. Li-iontová baterie (LIB) (obvykle využívající uhlíkové materiály jako anodu) čelí výzvám, pokud jde o převzetí hybridních elektrických vozidel a stacionárních zdrojů energie. Sloučeniny na bázi Ti, zejména Li4Ti5O12, byly prokázány jako nejslibnější anodové materiály, protože vykazují vynikající cyklickou reverzibilitu a vysoké provozní napětí pro zajištění zvýšené bezpečnosti. Rychlost těchto materiálů na bázi Ti je však relativně nízká kvůli velké polarizaci při vysokých rychlostech nabíjení a vybíjení. Ke zvýšení elektrické vodivosti byly použity dopování, povrchové modifikace a iontová difuzivita vytvořením různých nanomateriálů. Bude použit nový způsob přípravy založený na extrakci síranových iontů z krystalů titanylsulfátu a jejich nahrazení hydroxylovými skupinami ve vodném alkalickém roztoku. Metoda vede k nanostrukturované kyselině metatitaničité nebo alkalickým titanátům.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

Pokročilé slitiny s vysokou entropií a modifikovatelnými vlastnostmi

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Školitel:	Ing. Filip Průša, Ph.D.

Anotace

Slitiny s vysokou entropií jsou poměrně novou skupinou materiálů, které jsou charakterizovány preferenčním vznikem tuhých roztoků namísto intermetalických sloučenin. Tyto materiály vykazují řadu vynikajících vlastností, především vysokou pevnost při zachování dostatečné tažnosti, dobré korozní odolnosti a dalších. Vhodným zpracováním je možné u těchto slitin dosáhnout dalšího podstatného zlepšení těchto již velmi dobrých vlastností. Práce bude zaměřena na přípravu nových, pokročilých slitin s vysokou entropií kombinujících významně vyšší pevnosti při zachování dostatečné plasticity.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, FCHT, VŠCHT Praha

Povrchové úpravy oceli pro omezení nebezpečí vodíkového křehnutí

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Školitel:	doc. Ing. Tomáš Prošek, Ph.D.

Anotace

V rámci dekarbonizace Evropy je třeba hledat způsoby, jak zvýšit bezpečnost kovových materiálů používaných pro skladování a přepravu vodíku, a zvýšit tak dostupnost vodíku jako zdroje energie. V rámci studie budou zkoumány možnosti omezení rizika pronikání vodíku do nových a stávajících ocelových zařízení pomocí povrchových úprav a nátěrů. Konkrétně bude zkoumána tvorba ochranných oxidových vrstev, povrchově aktivních inhibitory a kovové nebo organické povlaky. Cílem bude identifikovat povlaky a technologie modifikace povrchu schopné účinně a dlouhodobě omezit tvorbu a vstup atomárního vodíku nebo vytvořit bariéru mezi plynným vodíkem a ocelí či jinak snížit citlivost vůči vodíkové křehkosti. Bude provedena řada experimentů s cílem pochopit souvislost mezi různými povrchovými úpravami a povrchovou aktivitou vodíku a transportními vlastnostmi vodíku v povlacích pomocí pokročilých technik dostupných ve vodíkové laboratoři Technoparku Kralupy. Vybrané postupy budou testovány v tlakovém vodíku. Pro aplikace pro vylepšení odolnosti stávajících instalací je plánována spolupráce s významným provozovatelem podzemních zásobníků v České republice.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, FCHT, VŠCHT Praha

Povrch skla: struktura, vlastnosti, modifikace

Garantující pracoviště:	Ústav skla a keramiky
Školitel:	prof. RNDr. Ondrej Gedeon, Ph.D., DSc.

Anotace

Povrch skla je neprobádanou oblastí, přičemž jeho charakter úzce souvisí s jeho mechanickými a chemickými vlastnostmi. Práce se soustředí na přípravu povrchu modelových skel, jejich charakterizaci a modifikaci ionizujícím zářením a na interakci povrchu s vodou.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav skla a keramiky, FCHT, VŠCHT Praha

Protonově vodivé metaloorganické sítě obsahující funkcionalizované porfyrinové stavební bloky

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.
Školitel:	Mgr. Jan Hynek, Ph.D.

Anotace

Neustále narůstající světová spotřeba energie a s tím spojené problémy v oblasti životního prostředí vede k nutnosti zavedení nových, ekologických zdrojů energie, což zahrnuje širší využití palivových článků a baterií. Důležitou součástí těchto zařízení jsou protonově vodivé membrány oddělující prostor obou elektrodových poloreakcí, avšak umožňující přenos protonů. Prozatím jsou pro tento účel využívány především vodivé polymery, které mají ovšem řadu nedostatků, např. vysokou výrobní cenu, propustnost pro některé druhy paliv či amorfní povahu, která znemožňuje hlubší pochopení mechanismu přenosu protonů. Metal-organické sítě (Metal-Organic Frameworks, MOF) jsou krystalické porézní koordinační polymery sestávající se z metalických center vzájemně propojených dvou- či vícevaznými organickými ligandy. Pravidelná struktura obsahující póry a možnost ladění jejich velikosti, fyzikálních a chemických vlastností činí tyto materiály vhodnými pro přenos protonů v rámci membrán ve vodíkových palivových článcích. Práce je zaměřena na přípravu zirkonočitých MOF obsahujících tetrakis(4-karboxyfenyl)porfyrin a jeho deriváty se snahou maximalizovat jejich protonovou vodivost. Připravované materiály budou odvozeny již známých struktur PCN-222 a MOF-525, které se vyznačují měrným povrchem v rozmezí 2200 – 2600 m2/g, mezoporézním charakterem a v porovnání s ostatními MOF nadprůměrnou chemickou stabilitou. Pomocí metod substituce porfyrinového ligandu a postsyntetických modifikací budou do struktur zavedeny skupiny s funkcí donorů (fosfonáty, fosfináty, sulfonáty) či akceptorů (aminy) protonů. Bude bude studován vliv těchto modifikací na protonovou vodivost výsledných materiálů.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

Příprava a studium nových metalo-organických sítí založených na fosfinátových ligandech

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.
Školitel:	Mgr. Matouš Kloda, Ph.D.

Anotace

Metal-organické sítě (Metal-Organic Frameworks, MOFs) jsou porézní krystalické materiály založené na kombinaci kovových center nebo klastrů s dvou a vícevaznými organickými ligandy. Široká škála dostupných kovů a spojovacích molekul dává možnost ladit chemické a fyzikální vlastnosti MOFů a přizpůsobit je na míru konkrétní aplikaci. Fosfinátová koordinační skupina (POOH) tvoří stabilní vazby ke kovovým centrům a zároveň vytváří predikovatelné koordinační motivy, poskytuje tedy výhody oproti tradičně využívaným karboxylovým a fosfonátovým skupinám. Cílem disertační práce bude syntéza a charakterizace nových MOFů za použití fosfinátových spojovacích molekul s důrazem na přípravu krystalů vhodných pro stanovení struktury rentgenovou difrakcí. V rámci práce bude také testována stabilita vzniklých MOFů a jejich použití pro praktické aplikace jako je například sorpce polutantů nebo elektronová a protonová vodivost. V rámci disertační práce se student naučí syntetické postupy při přípravě nových spojujících molekul, organokovových sítí a dále jejich charakterizace (NMR, práškový a monokrystalový XRD, sorpce N2, termická analýza apod.) až po studium jejich aplikací. Práce bude probíhat na pracovišti Ústavu anorganické chemie AV ČR v Řeži.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

Recyklace křemíku z odpadních fotovoltaických panelů pro využití v bateriích elektromobilů

Garantující pracoviště:	Ústav skla a keramiky
Školitel:	doc. Dr. Ing. Martin Havlík Míka

Anotace

Bude měřena elektrochemická aktivita křemíku v anodě Li baterie s pevným elektrolytem (ASSB). Složky Al a Al₂O₃ budou v různých poměrech přidávány ke křemíku pro studium a určení jejich vlivu na aktivitu křemíkové anody. Bude určen optimální poměr Al/Al₂O₃ v křemíkové anodě tak, aby se dosáhlo nejvyšší kapacity a funkčnosti baterie. Technologie elektrospinningu bude použita pro přípravu mikro/nanovláken, která budou slisována, a tak bude vytvořen kompozitní materiál pro anody. Budou identifikovány možné průmyslové aplikace a potenciální výsledky budou patentovány.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav skla a keramiky, FCHT, VŠCHT Praha

Stabilita půdních ternárních komplexů s toxickým oxoaniontem (As, Sb, Se) - vliv obsahu a forem železa a organického uhlíku

Garantující pracoviště:	Ústav chemie pevných látek
Školitel:	doc. Ing. Barbora Doušová, CSc.

Anotace

V půdních profilech se některé toxické prvky (arsen, antimon, selen) vyskytují jako oxoanionty primárně vázáné na hydratované oxidy a oxidy hydroxidy železa (HFO) za vzniku povrchových komplexů. Tento proces probíhá rovnovážnou adsorpcí oxoaniontů z půdního roztoku na aktivní povrchová místa půdních částic za přítomnosti dalších aniontů a rozpustných organických látek. Vznikají tak binární a ternární půdní komplexy, kde se váží anorganický oxid železa, organická látka a oxoanion. Adsorpce a komplexace probíhají v koloidním prostředí, které reaguje na iontovou sílu půdních roztoků (stabilizace nebo agregace částic). Podle nejnovějších výsledků je stabilita vznikajících ternárních komplexů kritická pro dlouhodobou stabilitu vázaných aniontových fází. Cílem práce bude kvalifikovat mechanismus vzniku ternárních komplexů organická fáze – oxid železa – aniontová částice, popsat jejich strukturu, vazebné vlastnosti a vliv prostředí na stabilitu jednotlivých složek komplexů, především oxoaniontů toxických prvků.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Syntéza a aplikace aktivního boránu jako perspektivního porézního polymeru

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.
Školitel:	RNDr. Jan Demel, Ph.D.

Anotace

Aktivní borán je novým typem porézního polymeru, který byl vyvinut na Ústavu anorganické chemie v Řeži. Aktivní borán vzniká termální syntézou boránových klastrů s organickými molekulami při vysoké teplotě. Analýza ukazuje, že je pravděpodobně složen z boránových klastrů pospojovaných pomocí organických můstků. Prvotní studie ukazují, že tento typ materiálu má nejen vysokou sorpční kapacitu pro testované emergentní polutanty, ale take je to účinný katalyzátor reakcí katalyzovaných Lewisovskými kyselinami. Cílem disertační práce bude příprava nových porézních struktur, jejich detailní charakterizace a použití především jako katalyzátory pro kysele katalyzované reakce. V rámci disertace se student naučí systematické práci v laboratoři, vyhodnocování dat z celé řady charakterizačních metod (práškový XRD, sorpce N2, infračervená spektroskopie, NMR, atd.) a studium použití připravených porézních struktur pro konkrétní aplikace. Práce bude probíhat na ÚACH AV ČR v Řeži.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

Syntéza chirálních karboranů a metallakarboranů, studium jejich separace a interakcí s organickými systémy

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.
Školitel:	RNDr. Bohumír Grüner, CSc.

Anotace

Chemie chirálních klastrových sloučeniny boru patří dosud k velmi málo prostudovaným oblastem, ačkoliv jejich axiální či helikální chiralita je podobná jako u některých typů organických látek (BINOL) či ansa-substituted metallocenů. Téma se týká připravy opticky aktivních klastrových sloučenin, separace ennantiomerů a využití látek v medicíně.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

Tavicí procesy ve vitrifikačních technologiích

Garantující pracoviště:	Laboratoř anorganických materiálů
Školitel:	doc. Ing. Jaroslav Kloužek, CSc.

Anotace

Analýza dějů v průběhu vitrifikačního procesu je prováděna s využitím matematického modelu, jehož vstupní data modelu jsou získávána souborem experimentálních metod zahrnujícím vysokoteplotní sledování tavicích procesů, analýzu uvolněných plynů, termickou analýzu a stanovení oxidačně redukční rovnováhy v taveninách.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Laboratoř anorganických materiálů, FCHT, VŠCHT Praha

Tenké vrstvy multiferoických hexagonálních feritů vykazujících magnetoelektrické vlastnosti

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.
Školitel:	Ing. Josef Buršík, CSc.

Anotace

Tématem disertační práce je studium tenkých vrstev multiferoických hexagonálních feritů s magnetoelektrickým (ME) jevem připravovaných metodami “měkké” chemie ve formě tenkých vrstev metodami depozice z kapalné fáze (CSD). Vybrané hexaferity strukturního typu U, Y a Z, vykazující magnetoelektrické vlastnosti, patří do skupiny intenzivně studovaných multiferoik (https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-conmatphys-020911-125101). Výzkum bude zaměřen na vývoj a optimalizaci CSD syntetických postupů a studium reálné (mikro)struktury (x-ray a neutronová difrakce, elektronová mikroskopie) a jejího vztahu k funkčním (ME) vlastnostem materiálu. Fyzikální část práce zahrnuje stadium elektrických, dielektrických, magnetických a magnetoelektrických vlastností (ve spolupráci jak s domácími, tak i zahraničními fyzikálními laboratořemi).

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

Vliv prostředí a stavu povrchu na vstup atomárního vodíku

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Školitel:	doc. Ing. Tomáš Prošek, Ph.D.

Anotace

Aby byl zajištěn bezpečný provoz infrastruktury pro přepravu a skladování vodíku, který přispěje k dosažení cílů dekarbonizace Evropy, zaměří se tento projekt na pochopení vlivu parametrů prostředí na procesy, které řídí vstup atomárního vodíku do materiálů přicházejících do styku s tlakovým vodíkem. Riziko vodíkové křehkosti je ovlivněno množstvím difúzibilního atomárního vodíku přítomného v kovovém materiálu, přičemž prahové hodnoty závisí na složení a mikrostruktuře materiálu. Bude zkoumána úloha prostředí (teplota, pH, redoxní potenciál, korozivita, přítomnost rekombinačních jedů), povrchových reakcí (včetně adsorpce) a stavu povrchu (znečištění, oxidický film, korozní produkty) při vstupu vodíku ze suchého tlakového vodíku, vlhkého vodíku a vodného elektrolytu ve styku s tlakovým vodíkem. Na základě pochopení základních procesů budou identifikovány kritické faktory řídící vstup a podmínky použití materiálů. Ve spolupráci s rakouským partnerem budou provedeny experimenty kombinující expozice v D₂O a plynném vodíku s potenciálem získat hlubší vhled do mechanismu vstupu. Průmyslovou podporu ve formě vzorků a pokročilých analytických technik poskytne významný provozovatel podzemních úložišť v České republice. Ke zpracování získaných dat a nalezení vzájemných závislostí budou použity techniky strojového učení.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, FCHT, VŠCHT Praha

Využití hydratačních a sorpčních vlastností odpadních aluminosilikátů ve vodním hospodářství

Garantující pracoviště:	Ústav chemie pevných látek
Školitel:	doc. Ing. Barbora Doušová, CSc.

Anotace

Některé aluminosilikáty, ale i práškový stavební odpad, biochar, lignin jsou schopné absorbovat a zadržovat ve srovnání s půdami a sedimenty velké množství vody. Smísení těchto materiálů s vybranými půdními profily formou řízeného přídavku mohou ovlivnit vysychání půd, které se stává vzhledem ke stále častěji se vyskytujícím "suchým obdobím", a celkově nižším srážkovým úhrnům zásadním ekologickým problémem. Metoda přídavku materiálu s vysokou nasákavostí do ekosystému může významně přispět k lepšímu hospodaření s vodou a vyrovnání vodního cyklu.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Využití odpadních materiálů pro zvýšení užitných vlastností moderních slitinových systémů

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Školitel:	Ing. Filip Průša, Ph.D.

Anotace

Kovové materiály již v řadě aplikací nacházejí z hlediska mechanických vlastností již jistá omezení, která není možné překonat běžnými technikami zahrnujícími například zjemnění mikrostruktury nebo intenzivní plastickou deformací. Velmi perspektivním přístupem se tak zdá být cílené vnášení částic nových fází do těchto systémů v podobě oxidů nebo karbidů, které tyto materiály podstatným způsobem zpevňují. V rámci disertační práce bude zkoumána možnost zpracování rozdílných odpadních materiálů vedoucích k zvýšení užitných vlastností moderních slitinových systémů.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, FCHT, VŠCHT Praha

Využití střepů recyklovaných z fotovoltaických panelů pro výrobu technického a užitkového skla

Garantující pracoviště:	Ústav skla a keramiky
Školitel:	doc. Dr. Ing. Martin Havlík Míka

Anotace

Recyklované střepy budou taveny a tvarovány do různých finálních tvarů. Budou studovány modifikace tvaru a funkčnosti skla. Budou vyrobeny různé formy skel jako mikro/nanovlákny pro skelné textilie, umělecká a dekorativní skla, optická skla, filamenty s mikro/nanočásticemi a vlákny pro 3D tisk s využitím barvicích lanthanoidů v kombinaci s technologií elektrospinningu. Nové funkční vlastnosti těchto skel budou měřeny a vyhodnocovány. Budou identifikovány možné průmyslové aplikace a potenciální výsledky budou patentovány.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav skla a keramiky, FCHT, VŠCHT Praha

Výzkum křemíkových anodových materiálů pro lithium-iontové baterie

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie
Školitel:	doc. Ing. Kateřina Rubešová, Ph.D.

Anotace

V rámci této doktorské práce budou připravovány a studovány nové typy křemíkových anodových materiálů pro budoucí generaci lithiových baterií. Cílem této práce je příprava unikátních vysokokapacitních nanomateriálů a kompozitů na bázi křemíku. V práci bude studován mechanismus ukládání energie, akumulace mechanického napětí a strukturních změn na rozhraní připravených anodových materiálů v kontaktu s kvazi pevnými a pevnými elektrolyty v Li-ion bateriích. Budou sledovány nové přístupy pro strukturní inženýrství křemíkového rozhraní za použití (i) různých křemíkových nanostruktur a kompozitních materiálů, (ii) dopování, (ii) prelithiace a (iv) vnějšího tlaku. Účinky těchto přístupů budou zkoumány v elektrochemických poločláncích a bateriích pomocí pokročilých strukturních, chemických a elektrochemických charakterizačních technik, včetně in situ rentgenové difrakce a Ramanovy spektroskopie. Tyto experimenty pomohou pochopení základních lithiačních a delithiačních procesů probíhajících na rozhraních mezi křemíkovými materiály a pevnými nebo kvazi-pevnými elektrolyty. Experimenty také umožní identifikovat vhodné podmínky pro zamezení dlouhodobého úbytku kapacity a dosažení vysoce reverzibilní lithiace v nových typech křemíkových anodových materiálů pro budoucí generace Li-ion baterií.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Zlepšení odolnosti a aplikačních vlastností aditivně vyráběných nástrojů pro automobilový průmysl

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Školitel:	doc. Ing. Tomáš Prošek, Ph.D.

Anotace

Aditivní výroba (AM) nabízí možnost zásadní změny v efektivitě využití materiálů díky snížení jejich spotřeby, optimalizaci konstrukce umístěním materiálu pouze tam, kde je v součásti potřeba, a možnosti opravy součástí, která výrazně prodlouží jejich životnost. Aby bylo možné těchto výhod plně využít, je zapotřebí vyvinout postupy zvyšující cirkularitu v oblasti AM: použití recyklovaných materiálů, zdokonalené výroby vstupních surovin (prášků) se zvýšenou výtěžností, výroba s nízkým nebo žádným počtem vad výsledných dílů a možnosti oprav, které výrazně prodlouží životnost. Za účelem snížení uhlíkové stopy při výrobě automobilů bude tento projekt zaměřen na optimalizaci technologií aditivní výroby s cílem dosáhnout delší životnosti vyráběných nástrojů pro výrobu automobilových dílů. To bude umožněno hlubším pochopením vztahu mezi vlastnostmi kovového prášku, výrobními parametry a aplikačními vlastnostmi. Budou tak vyráběny nástroje se zvýšenou odolností proti korozi, opotřebení a teplotní degrradaci. Projekt se bude zabývat zejména (1) pochopením vlivu složení prášku na konečné vlastnosti vyráběných dílů, (2) zvýšením opětovného použití prášku nebo aplikací prášků z recyklovaných kovů, (3) optimalizací technik následných úprav, jako je jemné obrábění, tepelné zpracování a nitridace, (4) vývojem metodik pro hodnocení trvanlivosti výrobků, včetně pokročilých defektoskopických technik, mechanických zkoušek a zkoušek korozní odolnosti, a (5) identifikací oblastí, kde lze dosáhnout úspor materiálu nebo energie, aniž by byly ohroženy aplikační vlastnosti. Projekt bude uskutečněn s podporou významného českého výrobce automobilů a ve spolupráci s australskou univerzitou.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, FCHT, VŠCHT Praha

2D a vrstevnaté materiály a modifikace iontovými kapalinami

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.
Školitel:	Ing. Petra Ecorchard, Ph.D.

Anotace

2D a vrstevnaté materiály (např. podvojné vrstevnaté hydroxidy nebo alkoxidy) budou připravovány jako samonosné katalyzátory. Tento typ materiálu bude modifikován iontovými kapalinami (např. imidazoliového typu), obsahující kov. Tyto iontové kapaliny budou mobilizovány na povrchu 2D nebo vrstevnatých materiálů a celé systémy budou studovány pro heterogenní katalýzu, především pro polymerizaci s otevřením kruhu.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

Updated: 25.3.2022 13:38, Author: Jan Kříž