diplomová práce

Elektrodové materiály pro sodno-iontové baterie na bázi uhlíku

Text práce 3.55 MB

Autor práce: Ing. Tomáš Homolka

Ak. rok: 2023/2024

Vedoucí: Ing. Jiří Libich, Ph.D.

Oponent: doc. Ing. Tomáš Binar, Ph.D.

Abstrakt:

Tato diplomová práce se zaměřuje na elektrodové materiály pro sodno-iontové baterie se zvláštním důrazem na anody, především na amorfní uhlík. Je zde zmíněna historie sodno iontových baterií a princip jejich fungování. Práce se dále zabývá historií lithium iontových baterií, neboť sdílejí se sodno-iontovými bateriemi významnou část svého vývoje a principu fungování. V praktické části jsou provedena měření proudové zatížitelnosti, kapacity a coulombické účinnosti vybraného amorfního uhlíku. Je také ověřena metoda sodiace a blíže prozkoumán vliv vlhkosti na jeho vlastnosti.

Klíčová slova:

Sodno-iontové baterie, uhlík, sodík, amorfní uhlík, Na-ion, Li-ion, anoda, záporná elektroda, kapacita

Termín obhajoby

04.06.2024

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

Student seznámil státní zkušební komisi s cíli a řešením závěrečné vysokoškolské práce a zodpověděl otázky a připomínky oponenta. Otázky komise k obhajobě: 1) k jakým mechanismům dochází při sodiaci? 2) jak si vysvětlujete skokový nárůst kapacity po sodiaci následovaný poklesem? 3) byly provedeny nějaké strukturální analýzy? 4) jakým zůsobem je vyráběn uhlík používaný jako aktivní materiál? 5) jaké bylo množství aktivního materiálu na elektrodách?

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Elektrotechnická výroba a management (MPC-EVM)

Složení komise

doc. Ing. Petr Bača, Ph.D. (předseda)
Ing. Jiří Libich, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Vyroubal, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Ladislav Chladil, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Čudek, Ph.D. (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Jiří Libich, Ph.D.

Student Bc. Tomáše Homolka se ve své diplomové práci věnuje výzkumu sodno-iontových baterií. V práci se zaměřuje na charakterizaci záporného (anodového) elektrodového materiálu amorfního uhlíku tzv. hard carbonu pro sodno-iontové baterie.

Student prokázal zájem o danou problematiku spolu se značnou pílí při realizaci experimentů.
Student pracoval samostatně a systematicky. Po obsahové ani formální stránce nemám k diplomové práci připomínek, práci se zdroji a literaturou hodnotím kladně. Celou práci pak hodnotím jako užitečnou a přínosnou.

Student zcela splnil zadání své diplomové práce a jeho diplomovou práci doporučuji přijmout k obhajobě s hodnocením 90 bodů. Výsledný počet bodů navržený vedoucím: 90

Známka navržená vedoucím: A

Předložená diplomová práce se zabývá elektrodovými materiály pro sodno-iontové baterie na bázi uhlíku. V teoretické části se autor věnoval problematice lithium-iontovým a sodno-iontovým bateriím, jejich historií, výhodám a nevýhodám a snažil se o kvalitativní srovnání. Tato část obsahuje zajímavé poznatky z odborné literatury, ale i přes skutečnost, že text má logickou strukturu a je čtivý, se zde ztrácí vlastní psaný text autora. Velmi dobře jsou zde v této části použité obrázky a grafy pro ucelenější popis tématiky. Určitou absencí je i ze strany autora nekladení vlastních vědeckých otázek, na které mohl reagovat v experimentální části práce. V praktické části autor stručně, ale výstižně popsal použité měřící metody (cyklickou voltametrii, galvanostatické cyklování s potenciálovým omezením, proudovou zatížitelnost a elektrochemickou impedanční spektroskopii). V podkapitole 3.3 Příprava elektrod podrobně popsal jejich přípravu, ale mohl zde uvést fotodokumentaci, která se běžně přikládá u laboratorního měření. V poslední části práce jsou uvedeny zajímavé výsledky z provedených měření, jednotlivé dílčí výsledky jsou vhodně interpretovány, snad jen mohly být srovnány s výsledky z vědeckých prací zařazených v databázi Web of  Science, ale tento fakt nijak nesnižuje jejich kvalitu. Stanovené cíle práce student splnil a dosažené výsledky jsou uplatnitelné v teoretické a odborné praxi. Otázky k obhajobě:
  1. 1) V diplomové práci uvádíte, že výsledky měření materiálu KURANODE Type 2 (9 µm) byly horší než v případě bakalářské práce, zmiňoval jste vliv vlhkosti, který jste vyloučil, napadají Vás jiné důvody kromě vlhkosti které mohly vést k obecně horším výsledkům tohoto materiálu?
  2. 2) V případě procesu sodiace, jaké změny byste v rámci tohoto procesu navrhl s ohledem na dosažení lepších výsledků, především s ohledem na kapacitu?
Výsledný počet bodů navržený oponentem: 90

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová