No (10428)
Number of found documents:
10428
Published from
to
REMOTE SENSING-BASED ANALYSIS OF MULTISPECTRAL INDICES
Janoušek, Jiří; Kačmařík,, Michal; Nedělník,, Jan; Marcoň, Petr
2024 - Czech
The thesis discusses various perspectives on the analysis of multispectral images, emphasizing in particular the technique’s potential in remote sensing of the Earth. Within multispectral imaging, the author has explored diverse methods for scanning plants to examine the impact exerted by the invididual electromagnetic spectrum components on the reflectivity of the investigated vegetation. Regarding the relevant vegetation indices, one of the main activities lay in comparing the approaches employed to compute the indices from applicable multispectral images. To deliver general data on the state of the plants being grown, the research involved designing and structuring relevant indicators that enabled the author to correlate the multispectral indices. In this context, the final sections of the thesis present the spectral maps acquired from the multispectral camera images and expose the analyses centered on the resulting index values, the aim being to help determine reliably the optimum harvest time in agricultural crops. The output of the project outlined within the thesis is then embodied in novel linear regression models that facilitate defining the optimum such a time. Importantly, by extension, the author also proposes a compact methodology that covers the individual phases and steps between the vegetation imaging the crops and finding the optimum harvest time. Práce se zabývá problematikou analýzy multispektrálních obrazů pro využití při dálkovém průzkumu Země. V oblasti multispektrálního snímkování byla provedena studie metod způsobů snímání rostlin. Byl zkoumán vliv částí elektromagnetického spektra na změny odrazivosti snímané vegetace. V problematice vegetačních indexů byly porovnávány způsoby výpočtů vycházející z multispektrálních snímků. Pro získání plošných informací o stavu pěstované vegetace byly navrženy důležité ukazatele rostlin pro korelaci multispektrálních indexů. Závěrečná část práce se zaměřuje na vytvořené spektrální mapy z nasnímaných snímků multispektrální kamerou a analýzy výsledků hodnot vypočítaných vegetačních indexů s ohledem na stanovení optimální doby sklizně zemědělských plodin. Výstupem práce jsou nové lineární regresní modely umožňující stanovení optimální doby sklizně. Práce rovněž popisuje ucelenou metodiku od snímkování vegetace až po stanovení optimální doby sklizně dané plodiny.
Keywords:
Analýza obrazů; dálkový průzkum; multispektrální snímkování; optimální doba sklizně; vegetační indexy; Image analysis; remote sensing; multispectral imaging; optimal harvest time; vegetations indices
Available in a digital repository NRGL
REMOTE SENSING-BASED ANALYSIS OF MULTISPECTRAL INDICES
The thesis discusses various perspectives on the analysis of multispectral images, emphasizing in particular the technique’s potential in remote sensing of the Earth. Within multispectral imaging, the ...
Study of the thermal insulation effect of thermally reflective insulations
Skříček, Darek; Vala, Jiří; Čermák, Jan; Šťastník, Stanislav
2024 - Czech
The dissertation on the topic Study of the thermal insulation effect of thermally reflective insulations is focused on the issue of measuring the thermal resistance R of thermoreflective insulations and determining the most suitable layer with the best thermal insulation properties. By measuring thermoreflective insulations on the Hot-Box measuring chamber, it was proven that higher values of thermal resistance R are always achieved with aluminum foil, which has the highest possible reflection of the radiant component of heat, i.e. the lowest possible emissivity on the surface. For this reason, the reflectance was measured on the Mid-IR Integrat IR ™ measuring apparatus. To study the thermal insulation effect of thermoreflective insulations, ten samples of these insulations with different compositions of aluminum and bubble foils are used to measure the insulation properties. The suitability of using thermoreflective insulation for building insulation was proven by measuring these foils. Disertační práce na téma Studium tepelně izolačního účinku tepelně reflexních izolací je zaměřena na problematiku měření tepelného odporu R u termoreflexních izolací a zjišťování nejvhodnějšího souvrství s nejlepšími tepelně izolačními vlastnostmi. Měřením termoreflexních izolací na měřící komoře Hot-Box bylo prokázáno, že vyšší hodnoty tepelného odporu R je docíleno vždy hliníkovou folií, která má co nejvyšší odraz sálavé složky tepla, tedy co nejmenší emisivitu na povrchu. Z tohoto důvodu bylo prováděno měření reflektance na měřící aparatuře Mid-IR Integrat IRTM. Na studium tepelně izolačního účinku termoreflexních izolací je využito pro měření izolačních vlastností deset vzorků těchto izolací s jinými skladbami hliníkových a bublinových fólií. Měřením těchto folií byla prokázána vhodnost použití termoreflexních izolací pro zateplování budov.
Keywords:
Reflektance; emisivita; energetická náročnost budov; tepelný odpor; měřící komora Hot-Box.; Reflectance; emissivity; energy efficiency of buildings; thermal resistance; Hot-Box measuring chamber.
Available in a digital repository NRGL
Study of the thermal insulation effect of thermally reflective insulations
The dissertation on the topic Study of the thermal insulation effect of thermally reflective insulations is focused on the issue of measuring the thermal resistance R of thermoreflective insulations ...
Podporovaný nanostrukturovaný Pd katalyzátor na bázi depozice atomárních vrstev: od oxidace metanolu po vývoj vodíku
Bawab, Bilal; Knez, Mato; Nielsch, Kornelius; Macák, Jan
2024 - English
In this thesis, the catalytic capabilities of Pd species deposited by Atomic Layer Deposition (ALD) was explored on different substrates. Pd species composed of Nanoparticles (NPs) and Single atoms (SAs) were synthesized on anodic TiO2 nanotube (TNT) layers and carbon papers, respectively, to investigate their performance in methanol electro-oxidation and the alkaline hydrogen evolution reaction (HER). Pd NPs were deposited on TNT layers as methanol oxidation catalyst, leveraging their large surface area and direct electrical contact through the titanium foil. TEM analysis showed Pd particle sizes between 7 and 12 nm, with a shift to a porous Pd layer formation beyond 450 ALD cycles. Cyclic voltammetry revealed that catalytic activity peaked at 400 and 450 cycles, indicating optimal Pd loading and anti-poisoning characteristics, potentially enabling direct CH3OH to CO2 conversion. The other role the Pd achieved through the presence of SAs and NPs. Pd species were decorated on carbon papers were studied as HER catalyst. the samples before and after electrochemical measurements were characterized with X-ray photoelectron spectroscopy confirming the presence of Pd2+ species. The electrochemical active surface area increased significantly with ALD cycles, reaching a plateau at 300c Pd. Notably, CP 600c Pd demonstrated an overpotential of 4.55 mV, the lowest reported for Pd electrocatalysts in alkaline conditions. This highlights the synergistic effects of Pd configurations on HER enhancement and explores the mechanism by which the HER process occurs. V této práci byly zkoumány katalytické schopnosti druhů Pd deponovaných metodou Atomic Layer Deposition (ALD) na různých substrátech. Druhy Pd složené z nanočástic (NP) a jednotlivých atomů (SA) byly syntetizovány na vrstvách anodických nanotrubiček TiO2 (TNT) a uhlíkových papírech, aby se prozkoumalo jejich chování při elektrooxidaci methanolu a reakci vývoje alkalického vodíku (HER). Pd NP byly naneseny na vrstvy TNT jako katalyzátor oxidace methanolu, čímž se využil jejich velký povrch a přímý elektrický kontakt přes titanovou fólii. TEM analýza ukázala velikosti částic Pd mezi 7 a 12 nm, s posunem k tvorbě porézní vrstvy Pd po 450 cyklech ALD. Cyklická voltametrie odhalila, že katalytická aktivita dosáhla vrcholu po 400 a 450 cyklech, což ukazuje na optimální zatížení Pd a vlastnosti proti otravě, což potenciálně umožňuje přímou konverzi CH3OH na CO2. Další role Pd dosáhla přítomností SA a NP. Druhy Pd byly dekorovány na uhlíkových papírech a byly studovány jako HER katalyzátor. vzorky před a po elektrochemických měřeních byly charakterizovány rentgenovou fotoelektronovou spektroskopií potvrzující přítomnost druhů Pd2+. Elektrochemicky aktivní povrchová plocha se významně zvýšila s cykly ALD a dosáhla plató při 300c Pd. Pozoruhodné je, že CP 600c Pd vykazoval nadměrný potenciál 4,55 mV, což je nejnižší hodnota udávaná pro Pd elektrokatalyzátory v alkalických podmínkách. To zdůrazňuje synergické účinky Pd konfigurací na zesílení HER a zkoumá mechanismus, kterým dochází k HER procesu.
Keywords:
Atomic Layer Deposition; HER; MOR; catalysis; Pd species; poisoning; overpotential; alkaline; stable; water splitting; clean hydrogen; fuel cells; Depozice Atomové Vrstvy; HER; MOR; katalýza; druhy Pd; otrava; nadměrný potenciál; alkalický; stabilní; štěpení vody; čistý vodík; palivové články
Available in a digital repository NRGL
Podporovaný nanostrukturovaný Pd katalyzátor na bázi depozice atomárních vrstev: od oxidace metanolu po vývoj vodíku
In this thesis, the catalytic capabilities of Pd species deposited by Atomic Layer Deposition (ALD) was explored on different substrates. Pd species composed of Nanoparticles (NPs) and Single atoms ...
Segmentation of Electrocardiographic Signals Using Deep Learning Methods
Hejč, Jakub; Černý, Martin; Halámek, Josef; Kolářová, Jana
2024 - Czech
The thesis deals with deep learning methods for the segmentation of surface and intracardiac electrocardiographic recording with focus on atrial activity. The theoretical part introduces current segmentation aproaches of electrocardiographic signals. Issues related to the development of deep learning models in context of standard ECG databases were also discussed. We proposed a pipeling for processing multimodal electrophysiology data from interventional procedures in order to build reliable training datasets. A deep model for segmentation of intracardiac recordings based on a modified residual architecture was proposed. A series of experiments was conducted to evaluate the effect of both model and dataset properties on segmentation quality. The annotation methodology of recordings with atrial fibrillation proved to be a crucial factor. Properties of loss function and type of data augmentation were revealed as secondary important parameters. A novel P wave segmentation method for incomplete references was proposed in the thesis. The approach was inspired by the deep contrast learning. It was modified to distinguish local segments of signals at different levels of abstraction of the extracted feature maps. Results were analyzed using standard quality metrics and post-hoc visual analysis. In some cases, a statistical comparison of experiments for different settings was performed. The results of the work showed that it is possible to use intracardiac signals for embedding a vector representation of local atrial activation into deep models. Práce se zabývá metodami hlubokého učení pro segmentaci elektrokardiografických záznamů z povrchového a intrakardiálního snímání se zaměřením na síňovou aktivitu. Teoretická část seznamuje se současnými přístupy segmentace a s problematikou spojenou s využíváním standardních EKG databází pro vývoj hlubokých modelů. V práci byl navržen řetězec metod pro zpracování multimodálních dat z elektrofyziologického vyšetření. Tyto metody byly následně využity pro sestavení trénovacích datových sad. V práci byl navržen hluboký model pro segmentaci intrakardiálních záznamů založený na modifikované architektuře s reziduálním spojením. Byla provedena série experimentů sledující vliv nastavení modelu a předzpracování datové sady na kvalitu segmentace. Jako zásadní činitel se ukázala přítomnost a způsob anotace záznamů s fibrilací síní. Mezi další významné parametry patřilo nastavení penalizační funkce a způsob augmentace trénovacích dat. V práci byla dále navržena nová metoda segmentace P vln využívající neúplné reference. Přístup byl inspirován metodou hlubokého kontrastního učení, která byla modifikována pro odlišení lokálních úseků signálů na různých úrovních abstrakce extrahovaných příznakových map. Výsledky byly analyzovány pomocí standardních metrik kvality a post-hoc vizuální analýzou. V dílčích případech bylo provedeno statistické srovnání experimentů pro různá nastavení. Výsledky práce ukázaly, že je možné využít intrakardiální signály pro zabudování vektorové reprezentace lokální síňové aktivace do hlubokých modelů.
Keywords:
Metody hlubokého učení; konvoluční neuronové sítě; automatická segmentace signálů; intervenční elektrofyziologické vyšetření; intrakardiální elektrogramy; lokální aktivační čas; síňová aktivita; skryté P vlny; poruchy srdečního rytmu; databáze signálů; Deep learning; convolutional neural networks; segmentation; cardiac mapping; intracardiac electrograms; local activation time; atrial activity; hidden P waves; arrhythmias
Available in a digital repository NRGL
Segmentation of Electrocardiographic Signals Using Deep Learning Methods
The thesis deals with deep learning methods for the segmentation of surface and intracardiac electrocardiographic recording with focus on atrial activity. The theoretical part introduces current ...
Nanostruktury pro pokročilé plazmonické aplikace
Kejík, Lukáš; Brzobohatý,, Oto; Dostálek,, Jakub; Šikola, Tomáš
2024 - English
Plasmonics, characterized by the coupling of free electron oscillations in metals with electromagnetic waves, has come to the forefront with advancements in nanotechnology. This synergy results in remarkable properties of nanoscale objects, characterized by confined and enhanced electromagnetic fields. These features pave the way for a wide array of nanostructure applications, spanning biosensing, emission enhancement, solar energy harvesting, and optical component substitution. This dissertation is centered on the application of plasmonic nanostructures, primarily focusing on planar optical components known as metasurfaces. Additionally, it explores their use in photocatalytic applications, harnessing the energetic hot charge carriers generated through plasmonics. The dissertation begins with an introduction to the theoretical foundations of plasmonics, highlighting key parameters governing plasmonic properties and providing an overview of its most compelling applications. Subsequently, it comprises four experimental sections which show the utilization of plasmonic nanostructures for various purposes, including the phase of light control, dynamic metasurfaces, investigations of inner crystallinity effects, and the utilization of hot charge carriers in photoelectrochemical systems. These studies share a common theme of employing advanced or less conventional materials, such as vanadium dioxide or transition metal dichalcogenides, within the realms of plasmonics and nanotechnology. Plazmonika, charakterizovaná spojením oscilací volných elektronů v kovech s elektromagnetickými vlnami, se dostala do popředí s pokroky v nanotechnologiích. Tato synergie vede k pozoruhodným vlastnostem objektů v nanoměřítku, vyznačujících se lokalizovaným a zesíleným elektromagnetickým polem. Tyto vlastnosti umožňují širokou škálu aplikací nanostruktur, zahrnujících biodetekci, zesilování emise, získávání solární energie a náhrazování optických komponent. Tato dizertační práce je zaměřena na aplikace plazmonických nanostruktur, primárně na plošné optické komponenty známé jako metapovrchy. Kromě toho zkoumá jejich použití ve fotokatalytických aplikacích, využívajících energetické horké nosiče náboje generované prostřednictvím plazmoniky. Dizertační práce začíná úvodem do teoretických základů plazmoniky, zdůrazněním klíčových parametrů řídících plazmonické vlastnosti a přehledem jejích nejpřesvědčivějších aplikací. Následně obsahuje čtyři experimentální části, které ukazují využití plazmonických nanostruktur pro různé účely, včetně ovládání fáze světla, dynamických metapovrchů, zkoumání efektů vnitřní krystalinity a využití horkých nosičů náboje ve fotoelektrochemických systémech. Tyto studie spojuje využití pokročilých nebo méně konvenčních materiálů, jako je oxid vanadičný nebo dichalkogenidy přechodných kovů, v oblasti plazmoniky a nanotechnologií.
Keywords:
plasmonics; nanostructures; metasurfaces; electrochemistry; photoelectrochemistry; hot carriers; vanadium dioxide; tungsten disulphide; nanotubes; plazmonika; nanostruktury; metapovrchy; elektrochemie; fotoelektrochemie; horké náboje; oxid vanadičitý; sulfid wolframičitý; nanotrubice
Available in a digital repository NRGL
Nanostruktury pro pokročilé plazmonické aplikace
Plasmonics, characterized by the coupling of free electron oscillations in metals with electromagnetic waves, has come to the forefront with advancements in nanotechnology. This synergy results in ...
Návrh nových elektrodových materiálů s katalyzátorem pro elektrochemické snímání a energetické aplikace
Kandambath Padinjareveetil, Akshay Kumar; Escarpa, Alberto; Vidal, Salvador Pané; Pumera, Martin
2024 - English
The exponential increase in energy crises along with rising health issues is causing enormous risks to the survival of human life on Earth. Immense research is being undertaken currently to find an ideal solution to overcome these global challenges. Employing electrochemical energy technologies are thus in high demand to mitigate the growing energy requirements along with fabricating newer electrocatalysts that are cheap, efficient, and durable for utilization of such devices for large-scale commercial applications. Although several catalyst materials are being periodically studied, there is a need for more advanced studies in this direction. In the present study, newer catalyst fabrication techniques are introduced to develop application-specific catalysts for hydrogen and ammonia production. Also, with the broadening scope of the 3D-printing technology in recent times, electrocatalysts fabrication via this technology towards electrocatalytic applications such as hydrogen production, ammonia synthesis, and carbon dioxide mitigation are discussed in detail. In addition to catalysis, the current thesis also evaluates the potential possibilities of using 3D-printing technology for healthcare applications such as electrochemical sensors and emergency applications. In short, the thesis aims to provide an understanding of the recent advancements in electrocatalyst fabrications along with providing a fundamental foundation in designing, and engineering active electrode materials for energy conversion and electrochemical sensing applications. Exponenciální nárůst potřeby energie spolu s rostoucími nároky na zdravotnický sektor způsobuje velká rizika pro přežití lidstva na Zemi. V současné době probíhá intenzivní výzkum s cílem nalézt ideální řešení k překonání těchto globálních výzev. Využití elektrochemických energetických technologií je velmi žádané pro zmírnění rostoucích energetických požadavků ve spojení s výrobou novějších elektrokatalyzátorů, které jsou levné, účinné a odolné pro využití takových zařízení pro komerční aplikace ve velkém měřítku. Ačkoli se opakovaně studuje několik katalytických materiálů, existuje potřeba dalšího výzkumu katalyzátorů. V této studii jsou představeny nové techniky přípravy katalyzátorů pro vývoj aplikací těchto katalyzátorů pro výrobu vodíku a amoniaku. S rozšiřujícím se rozsahem technologie 3D tisku je také podrobně diskutována výroba elektrokatalyzátorů prostřednictvím této technologie s důrazem na elektrokatalytické aplikace, jako je výroba vodíku, syntéza amoniaku a redukce oxidu uhličitého. Kromě katalýzy tato práce také hodnotí potenciální možnosti využití technologie 3D tisku pro biomedicínské aplikace, jako jsou elektrochemické sensory. V sourhnu, práce si klade za cíl výzkum pokročilých elektrokatalůyzátorů spolu s poskytnutím vhledu do navrhování a konstrukci materiálů aktivních elektrod pro přeměnu energie a aplikace elektrochemických sensorů.
Keywords:
Electrocatalysts; 3D-printing; hydrogen evolution reaction; ammonia production; sensing; doping; dip-coating; graphene; MXene; MAX; TMDs; MOF; Elektrokatalyzátory; 3D tisk; Uývoj vodíku; výroba amoniaku; detekce; dopování; pokovování; grafen; MXen; MAX; TMD; MOF
Available in a digital repository NRGL
Návrh nových elektrodových materiálů s katalyzátorem pro elektrochemické snímání a energetické aplikace
The exponential increase in energy crises along with rising health issues is causing enormous risks to the survival of human life on Earth. Immense research is being undertaken currently to find an ...
Modelování technicko-ekonomických informací v průběhu životního cyklu stavby
Biolek, Vojtěch; Heralová,, Renáta Schneiderová; Petráková,, Zora; Witala, Lukáš; Hanák, Tomáš
2024 - Czech
This dissertation focuses on the issue of the effective use of information on construction life cycle costing (LCC) when designing buildings. Information is key data about the environment, conditions and processes, but nowadays it is increasingly important to use it effectively, especially in the construction industry. In the current state of construction practice, the close connection between architects/designers and construction economists in the phase of construction designing is underutilized. For investors, such as developers or public entities, it is crucial to ensure the efficient use of funds and the consideration of construction life cycle costing. The life cycle costing of construction (LCC) indicator seems to be ideal for investment evaluation, as it includes the costs associated with the entire construction life cycle from procurement to disposal. However, the LCC indicator is still underutilized or is used inappropriately with imprecise inputs. For its effective use, accurate technical and economic information is needed, which in current practice is often missing or inaccurate. The resulting LCC indicators are thus only informative and provide limited information on the future costs of the construction. The aim of this thesis is to propose a methodology for the effective use of the LCC indicator in the design of buildings. The methodology will be focused on obtaining accurate technical-economic information, such as repair and maintenance costs, construction life and acquisition costs. In this way, it will be possible to create high-quality constructions withoptimal life cycle costing. The effective use of the LCC indicator will contribute to better decision-making by investors and support a sustainable approach in the construction industry. Tato disertační práce se zaměřuje na problematiku efektivního využití informací o nákladech životního cyklu stavby (LCC) při návrhu staveb. Informace jsou klíčovými údaji o prostředí, stavech a procesech a v dnešní době je stále důležitější je efektivně využívat, a to zejména v oblasti stavebnictví. V současném stavu stavební praxe je nedostatečně využíváno úzké propojení mezi architekty/projektanty a stavebními ekonomy ve fázi návrhu stavby. Pro investory, jako jsou developeři nebo veřejné subjekty, je klíčové zajistit efektivní vynaložení finančních prostředků a zohlednění nákladů životního cyklu stavby. Ukazatel nákladů životního cyklu stavby (LCC) se zdá být ideálním pro hodnocení investic, neboť zahrnuje náklady spojené s celým životním cyklem stavby od pořízení až po likvidaci. Nicméně ukazatel LCC je zatím málo využívaný nebo je používán nevhodně s nepřesnými vstupy. K jeho efektivnímu využití je zapotřebí přesných technicko-ekonomických informací, které v současné praxi často chybějí nebo jsou nepřesné. Výsledné ukazatele LCC tak mají pouze informativní charakter a poskytují omezené informace o budoucích nákladech stavby. Cílem této disertační práce je navrhnout metodiku pro efektivní využití ukazatele LCC při návrhu staveb. Metodika bude zaměřena na získávání přesných technicko-ekonomických informací, jako jsou náklady na opravy a údržbu, životnost konstrukce a pořizovací náklady. Tímto způsobem bude možné vytvářet kvalitní stavby s optimálními náklady životního cyklu. Efektivní využití ukazatele LCC bude přispívat k lepšímu rozhodování investorů a podpoří udržitelný přístup ve stavebnictví.
Keywords:
životní cyklus stavby; náklady životního cyklu stavby; LCC; DCF model; metodika; technicko-ekonomické informace; Construction life cycle; construction life cycle costs; LCC; DCF model; methodology; technical and economic information
Available in a digital repository NRGL
Modelování technicko-ekonomických informací v průběhu životního cyklu stavby
This dissertation focuses on the issue of the effective use of information on construction life cycle costing (LCC) when designing buildings. Information is key data about the environment, conditions ...
Determination of Small Discharges of Water by Triangular Notch Thin-Plate Weirs
Pospíšilík, Šimon; Havlík,, Aleš; Šoltézs, Andrej; Zachoval, Zbyněk
2024 - Czech
The work deals with the determination of relatively small discharges of clear water using a thin-plate weir with a triangular notch. Based on a detailed search of contemporary knowledge, the scope of the necessary experimental research was defined in the range of parameters practically suitable for the determination of small discharges. It was about extending the range of notch angles by small angles, defining the minimum weir height depending on the notch angle, determining the influence of the minimum value of the weir height and the width of the approach channel on the discharge and investigating the effect of water temperature on the discharge. Extensive experimental research was carried out involving changes in the notch angle, head, weir height, approach channel width and water temperature. The uncertainties of the measured data were quantified. By analysing possible ways of expressing small water discharges using thin-plated weirs with a triangular notch and based on the measured data, a new equation for determining water discharges was recommended as the most suitable. The new equation combines the Kindsvater-Shen approach, which captures the cumulative effects of viscosity and surface tension, and the approach of covering the effect of the relative width of the approach channel by introducing a new coefficient. By evaluating the measured data, the effective discharge coefficient, the relative width of the approach channel coefficient, the effective head and the limit head were determined in the newly proposed equation. The uncertainty of the determination of the effective discharge coefficient was quantified. Verification of the new equation was carried out by comparing the values calculated by the new equation and the values measured by other authors. The work extended the application possibilities of thin-plated weirs with a triangular notch in determination of small discharges of water and extended the knowledge of weir behaviour. Práce se zabývá stanovením relativně malých průtoků čisté vody pomocí tenkostěnných přelivů s trojúhelníkovým výřezem. Na základě podrobné rešerše soudobých znalostí byl vymezen rozsah potřebného experimentálního výzkumu v rozsazích parametrů prakticky vhodných pro stanovení malých průtoků. Jednalo se o rozšíření rozsahu úhlů výřezu o malé úhly, definování minimální přepadové výšky v závislosti na úhlu výřezu, určení vlivu minimální hodnoty výšky přelivu a šířky přítokového koryta na hodnotu měřeného průtoku a prošetření vlivu teploty vody. Byl proveden rozsáhlý experimentální výzkum zahrnující změnu úhlu výřezu, přepadové výšky, výšky přelivu, šířky přítokového koryta a teploty vody. Kvantifikovány byly nejistoty měřených dat. Analýzou možných způsobů vyjádření malých průtoků vody tenkostěnnými přelivy s trojúhelníkovým výřezem a na základě změřených dat byl doporučen jako nejvhodnější nový vztah pro stanovení průtoku vody. Nový vztah kombinuje přístup Kindsvater-Shena postihující souhrnný vliv tření a povrchového napětí a přístup postihující vliv relativní šířky přítokového koryta zavedením nového součinitele. Vyhodnocením změřených dat byl v nově určeném vztahu stanoven efektivní součinitel průtoku, součinitel relativní šířky přítokového koryta, účinná přepadová výška a limitní přepadová výška. Kvantifikována byla nejistota stanovení efektivního součinitele průtoku. Verifikace nového vztahu byla provedena porovnáním hodnot vypočítaných novým vztahem a hodnot změřených jinými autory. Práce rozšířila aplikační možnosti tenkostěnných přelivů s trojúhelníkovým výřezem v oblasti stanovení malých průtoků vody a rozšířila znalosti o chování přepadu vody přes uvedený typ přelivu.
Keywords:
Tenkostěnný přeliv; trojúhelníkový výřez; efektivní součinitel průtoku; účinná přepadová výška; relativní šířka přítokového koryta; Kindsvater-Shenův vztah; úhel výřezu; malé průtoky; Thin-plate weir; triangular-notch; effective discharge coefficient; effective head; relative width of the approach channel; Kindsvater-Shen equation; notch angle; small discharges
Available in a digital repository NRGL
Determination of Small Discharges of Water by Triangular Notch Thin-Plate Weirs
The work deals with the determination of relatively small discharges of clear water using a thin-plate weir with a triangular notch. Based on a detailed search of contemporary knowledge, the scope of ...
Heterogenní katalytická transformace organických látek a produkce vodíku
Tinoco Navarro, Lizeth Katherine; Lapčík,, Lubomír; Pinkas,, JIří; Cihlář, Jaroslav
2024 - English
This thesis encompasses four comprehensive studies focusing on the synthesis, structure, and photocatalytic properties of TiO2-based materials, contributing to the advancement of sustainable energy production and environmental remediation. The investigations delve into tailored synthesis approaches, heterophase junction formation, and the intricate interplay between the material properties and photocatalytic activity. The first study investigates the impact of lactic acid (LA)/Ti molar ratios on TiO2 nanoparticles' complex synthesis. By controlling LA/Ti ratios, phase compositions and mesoporous structures are designed, significantly affecting photocatalytic performance for hydrogen production. The second investigation explores the influence of substituted acetic acids (SAAs) on the "bridge" synthesis of TiO2 nanoparticles, revealing how SAAs facilitate the creation of heterophase junctions between anatase (A) and brookite (B). The manipulation of SAAs' electronegative groups produces short bridges that promote condensation, resulting in enhanced photocatalytic activity for hydrogen production. Building on this, the third research analyzes the synthesis of anatase/brookite nanoparticles using monochloracetic acid (MCAA) and investigates the influence of calcination temperature on their heterojunction formation and photocatalytic behavior the presence of Ti3+, Ti4+, Ti-O, and Ti-OH hydroxyl groups played a significant role in the degradation process. By comprehensively analyzing phase transitions (anatase and brookite) crystal sizes (5 nm to 11 nm), and specific surface areas (180 to 70 m2 .g-1), this study unravels the intricate interplay between structure and photocatalytic activity. The fourth investigation explore into doped TiO2 aerogels. The study synthesizes Ni-, Co-, Cu-, and Fe-doped aerogels, examining their structures and photocatalytic activities during AO7 photodegradation. The presence of dopants, coupled with controlled crystalline phases and morphologies, results in mesoporous aerogels and high specific surface area of 130 to 160 m2.g-1, with the exceptional photocatalytic performance of Ni-TiO2 and Cu-TiO2 aerogels calcined at 500 °C. Lastly, these studies together provide valuable insights into the tailored design of TiO2-based materials for enhanced photocatalytic applications. The investigations display the significance of heterophase junctions, controlled phase compositions, and optimized surface structures in promoting charge separation and minimizing recombination rates. The collective findings not only deepen our understanding of photocatalysis but also contribute to the development of sustainable and efficient materials with promising applications in renewable energy production and environmental remediation. Tato práce zahrnuje čtyři komplexní studie zaměřené na syntézu, strukturu a fotokatalytické vlastnosti materiálů na bázi TiO2, které přispívají k pokroku v udržitelné výrobě energie a sanaci životního prostředí. Výzkumy se ponoří do přizpůsobených syntetických přístupů, tvorby heterofázových spojů a složité souhry mezi vlastnostmi materiálu a fotokatalytickou aktivitou. První studie zkoumá vliv molárních poměrů kyseliny mléčné (LA)/Ti na syntézu komplexu nanočástic TiO2. Řízením poměrů LA/Ti se navrhují fázové složení a mezoporézní struktury, které významně ovlivňují fotokatalytický výkon při výrobě vodíku. Druhý výzkum zkoumá vliv substituovaných octových kyselin (SAA) na "mostovou" syntézu nanočástic TiO2 a odhaluje, jak SAA usnadňují vytváření heterofázových spojení mezi anatasem (A) a brookitem (B). Manipulace s elektronegativními skupinami SAA vytváří krátké můstky, které podporují kondenzaci, což vede ke zvýšené fotokatalytické aktivitě pro produkci vodíku. Na základě toho třetí výzkum analyzuje syntézu nanočástic anatasu/brookitu pomocí kyseliny monochloroctové (MCAA) a zkoumá vliv teploty kalcinace na jejich tvorbu heteropřechodů a fotokatalytické chování přítomnost Ti3+, Ti4+, Ti-O a Ti-OH. hydroxylové skupiny hrály významnou roli v procesu degradace. Komplexní analýzou fázových přechodů (anatas a brookit), velikostí krystalů (5 nm až 11 nm) a specifických povrchových ploch (180 až 70 m2 .g-1) tato studie odhaluje složitou souhru mezi strukturou a fotokatalytickou aktivitou. Čtvrtý výzkum zkoumá dopované aerogely TiO2. Studie syntetizuje aerogely dotované Ni-, Co-, Cu- a Fe a zkoumá jejich struktury a fotokatalytické aktivity během fotodegradace AO7. Přítomnost příměsí ve spojení s řízenými krystalickými fázemi a morfologiemi vede k mezoporézním aerogelům a vysokému specifickému povrchu 130 až 160 m2.g-1, s výjimečným fotokatalytickým výkonem aerogelů Ni-TiO2 a Cu-TiO2 kalcinovaných při 500 ° C. A konečně, tyto studie společně poskytují cenné poznatky o přizpůsobeném designu materiálů na bázi TiO2 pro vylepšené fotokatalytické aplikace. Výzkumy ukazují význam heterofázových spojů, řízených fázových složení a optimalizovaných povrchových struktur při podpoře separace náboje a minimalizaci rychlosti rekombinace. Souhrnné poznatky nejen prohlubují naše chápání fotokatalýzy, ale také přispívají k vývoji udržitelných a účinných materiálů se slibnými aplikacemi při výrobě obnovitelné energie a sanaci životního prostředí.
Keywords:
Titanium Dioxide-TiO2; substituted acetic acids (SAAs); heterophase junctions; Anatase (A); Brookite (B); doped TiO2 aerogels; Ni-; Co-; Cu-; and Fe-dopants; photocatalytic activity; hydrogen production; AO7 photodegradation; Oxid titaničitý-TiO2; substituované kyseliny octové (SAA); heterofázové přechody; anatáza (A); brookit (B); dopované aerogely TiO2; dopanty Ni-; Co-; Cu- a Fe; fotokatalytická aktivita; produkce vodíku; AO7 fotodegradace
Available in a digital repository NRGL
Heterogenní katalytická transformace organických látek a produkce vodíku
This thesis encompasses four comprehensive studies focusing on the synthesis, structure, and photocatalytic properties of TiO2-based materials, contributing to the advancement of sustainable energy ...
Biotechnological production of polyhydroxyalkanoates by thermophiles
Kouřilová, Xenie; Patáková, Petra; Koutný, Marek; Obruča, Stanislav
2024 - Czech
Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are microbial biopolymers that may provide a partial alternative to petrochemically produced plastics. Their main advantages are biodegradability, biocompatibility, and the possibility of production from renewable sources. However, the cost of their production is still higher than that of petroleum-based polymers. To increase the competitiveness of biotechnological processes, the concept of Next Generation Industrial Biotechnology (NGIB) has been introduced by other authors. This concept relies on the use of extremophilic microorganisms. When extremophiles are implemented in fermentation processes, the robustness of these technologies is increased and at the same time sterility requirements can be reduced. In the context of PHA production using extremophiles, a subset of halophilic microorganisms is relatively well mapped. Significantly less information is available on another interesting category, namely thermophiles. In line with the idea of NGIB, it is the production of PHAs by thermophilic bacteria that is the focus of this thesis. Attention is paid mainly to the genera Caldimonas, Rubrobacter, and Tepidimonas. For several tested representatives of these genera, the parameters investigated were the optimal cultivation temperature, suitable carbon substrate and the ability to produce copolymers. Based on this basic screening parameters, the most promising producers were selected and subjected to further experiments. Representatives of the genus Rubrobacter have the advantage of being gram-positive non-sporulating bacteria, as the risk of contamination of the isolated polymer by pyrogenic lipopolysaccharides present in the cell wall of gram-negative microorganisms is eliminated. The bacterial strain Tepidimonas taiwanensis LMG 22826T was able to produce high yields of biomass and PHA on a mixture of glucose and fructose substrate. Using grape pomace extract, almost identical values to those obtained on pure substrates were achieved. The thermophile Caldimonas thermodepolymerans DSM 15344, originally named Schlegelella thermodepolymerans, is a very promising PHA producer on xylose-based substrates. These substrates can be, for example, hydrolysates of lignocellulosic materials, which represent a sustainable source of carbon. Their suitability for the cultivation of C. thermodepolymerans was tested on model hydrolysates composed of pure carbohydrates. To approximate real samples, the effect of potential microbial inhibitors present in lignocellulosic hydrolysates was also investigated. An innovative isolation protocol for the recovery of PHAs based on osmotic stressing of thermophilic and halophilic microorganisms under elevated temperature with the addition of a low concentration surfactant solution was also developed as part of the thesis. Polyhydroxyalkanoáty (PHA) jsou mikrobiální biopolymery, které mohou představovat částečnou alternativu k petrochemicky vyráběným plastům. Jejich hlavní předností je biodegradabilita, biokompatibilita a možnost produkce z obnovitelných zdrojů. Nicméně náklady na jejich produkci jsou stále vyšší než cena polymerů původem z ropy. Pro zvýšení konkurenceschopnosti biotechnologických procesů byl představen koncept Next generation industrial biotechnology (NGIB), který se mimo jiné opírá o využití extremofilních mikroorganismů. Při implementaci extremofilů do fermentačních procesů dochází ke zvýšení robustnosti těchto technologií a zároveň mohou být sníženy nároky na sterilitu. V souvislosti s produkcí PHA pomocí extremofilů je poměrně dobře zmapovaná podskupina halofilních mikroorganismů. Výrazně méně informací je dostupných o další zajímavé kategorii, a to termofilech. V souladu s myšlenkou NGIB se v disertační práci zabýváme produkcí PHA právě pomocí termofilních bakterií. Pozornost je věnována především rodům Caldimonas, Rubrobacter a Tepidimonas. U řady testovaných zástupců těchto rodů byly sledovanými parametry optimální kultivační teplota, vhodný uhlíkatý substrát a schopnost produkce kopolymerů. Na základě tohoto základního screeningu byly vybráni nejslibnější producenti, kteří byli podrobeni dalším experimentům. Předností zástupců rodu Rubrobacter je, že se jedná o gram-pozitivní nesporulující bakterie, jelikož odpadá riziko kontaminace izolovaného polymeru pyrogenními lipopolysacharidy, které jsou přítomné v buněčné stěně gram-negativních mikroorganismů. Bakteriální kmen Tepidimonas taiwanensis LMG 22826T byl schopen produkovat vysoké výtěžky biomasy a PHA na směsi sacharidů glukózy a fruktózy. Při využití extraktu z vinných výlisků bylo dosaženo téměř totožných hodnot jako na čistých substrátech. Termofil Caldimonas thermodepolymerans DSM 15344, původním názvem Schlegelella thermodepolymerans, je velice slibným PHA producentem na substrátech bohatých na xylózu. Těmito substráty mohou být například hydrolyzáty lignocelulózových materiálů, které představují levný zdroj uhlíku. Zda jsou vhodné pro kultivaci C. thermodepolymerans bylo testováno na modelových hydrolyzátech složených z čistých sacharidů. Pro přiblížení reálných vzorků byl také zkoumán vliv potenciálních mikrobiálních inhibitorů vyskytujících se v lignocelulózových hydrolyzátech. V rámci disertační práce byl také vyvinut inovativní izolační protokol k zisku PHA založený na osmotickém namáhání termofilních a halofilních mikroorganismů za zvýšené teploty s přídavkem roztoku povrchově aktivní látky o nízké koncentraci.
Keywords:
Polyhydroxyalkanoáty; biopolymery; extremofily; termofily; průmyslové biotechnologie nové generace; valorizace potravinářských odpadů; Polyhydroxyalkanoates; biopolymers; extremophiles; thermophiles; Next Generation Industrial Biotechnology; food waste valorisation
Available in a digital repository NRGL
Biotechnological production of polyhydroxyalkanoates by thermophiles
Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are microbial biopolymers that may provide a partial alternative to petrochemically produced plastics. Their main advantages are biodegradability, biocompatibility, and ...
NRGL provides central access to information on grey literature produced in the Czech Republic in the fields of science, research and education. You can find more information about grey literature and NRGL at service web
Send your suggestions and comments to nusl@techlib.cz
Provider
Other bases