Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku

Termochemická a vodíková konverze

Termochemická konverze paliv a odpadů

Výzkum spalování, zplyňování a pyrolýzy se zaměřením na optimalizaci procesů, účinnost konverze a omezení environmentálních dopadů.

Energetické využití odpadů a alternativních paliv

Vývoj a ověřování postupů pro efektivní využití odpadních materiálů a alternativních paliv jako energetických zdrojů v průmyslových aplikacích.

Vodíkové technologie

Výzkum celého řetězce vodíkového hospodářství od produkce a separace vodíku přes jeho akumulaci až po využití v energetických systémech.

Reforming a přeměna energetických nosičů

Studium reformingu metanu a dalších pokročilých procesů pro výrobu vodíku, syntézního plynu a dalších využitelných energetických produktů.

Nízkouhlíkové a udržitelné energetické systémy

 Integrace a optimalizace konverzních technologií s cílem snižovat emise, zvyšovat energetickou účinnost a podporovat přechod k udržitelným zdrojům energie.

Popis výzkumné skupiny

Výzkumná skupina se zaměřuje na výzkum a vývoj v oblasti termochemické konverze biomasy, alternativních surovin a odpadů s cílem produkce látek s vyšší přidanou hodnotou a udržitelné energie. Soustředíme se na studium a aplikaci moderních technologií, jako je plazmové zplyňování, a zároveň rozvíjíme odborné znalosti v oblasti pokročilých procesů, mezi které patří zejména pyrolýza, zplyňování a spalování. Významnou charakteristikou naší práce je komplexní přístup, který zahrnuje jak detailní charakterizaci vstupních materiálů a produktů, tak optimalizaci procesních podmínek a analýzu jejich vzájemných interakcí. Klíčovou oblastí našeho výzkumu je rovněž studium možností produkce vodíku z uvedených procesů a jeho následného využití v energetice a chemickém průmyslu.

Klíčová slova

# termochemická konverze
# plazmové technologie
# vodík
# pyrolýza
# katalýza

Cíle a zaměření

V dlouhodobém horizontu je cílem výzkumné skupiny systematický rozvoj excelentního know-how v oblasti termochemických procesů a souvisejících technologií. Současně usilujeme o prohlubování spolupráce s průmyslovými partnery i zahraničními výzkumnými institucemi, a to při zachování, resp. dalším zvyšování kvality publikační, projektové a výzkumné činnosti. Důraz klademe na budování silné mezinárodní pozice a dlouhodobě udržitelných partnerství.

V krátkodobém horizontu se zaměřujeme především na dokončení optimalizace stávajících technologií a procesů pro konverzi odpadů a alternativních paliv na využitelné energetické produkty. Klíčovým cílem je dosažení stabilních, reprodukovatelných a vysoce kvalitních výsledků, které budou plně srovnatelné s výstupy předních mezinárodních výzkumných pracovišť. Současně usilujeme o jejich rychlou aplikovatelnost v praxi a další rozvoj ve spolupráci s průmyslovými partnery.

doc. Ing. Jan Najser, Ph.D.

doc. Ing. Jan Najser, Ph.D.

Vedoucí výzkumné skupiny


E-mail: jan.najser@vsb.cz
Tel.: +420 596 997 416

Výzkumné aktivity a projekty

CEET - Centrum energetických a environmentálních technologií

  • Projekt TK - Program na podporu aplikovaného výzkumu, experimentálního vývoje a inovací THÉTA  (2018 - 2025)
  • Poskytovatel: Technologická agnetura ČR
  • Doba řešení: 2020–2024
  • Hlavní řešitel: Mišák Stanislav prof. Ing., Ph.D.
  • Hlavním cílem projektu je vývoj modulárního, mobilního, robustního a škálovatelného technologického řešení pro efektivní přeměnu alternativních paliv, odpadů a vedlejších produktů jako alternativních surovin na využitelné chemické látky a užitečné formy energie, jejich uložení a efektivního užití s podporou nejmodernějších metod, BIM a technologií digitálního dvojčete v souladu s principy cirkulární ekonomiky.

Kryogenní procesy v energetice

  • Projekt TS - Program na podporu aplikovaného výzkumu a inovací THÉTA 2  (2024 - 2031)
  • Poskytovatel: Technologická agnetura ČR
  • Doba řešení: 2024–2028
  • Hlavní řešitel: Frantík Jaroslav Ing., Ph.D.
  • Cílem projektu je výzkum procesů vícestupňové separace vodíku z odpadních nebo generátorových plynů. Zkoumané procesy budou zahrnovat katalytické jednotky pro odstranění kyslíku a vícestupňové kryogenní čištění pomocí jednotky pro kondenzaci plynů.

Vývoj plazmového hořáku pro termochemickou konverzi vstupních materiálů na plyn s vysokou koncentrací vodíku

  • Projekt TK - Program na podporu aplikovaného výzkumu, experimentálního vývoje a inovací THÉTA  (2018 - 2025)
  • Poskytovatel: Technologická agnetura ČR
  • Doba řešení: 2023–2025
  • Hlavní řešitel: Najser Jan doc. Ing., Ph.D.
  • Cílem je vývoj plazmatronu pro konverzi řady materiálů na plyn s vysokým obsahem H2. Za tímto účelem bude vyvinuto několik zařízení lišících se v příkonu (minimálně 50kW a 100kW), množství a chemického složení produkovaného plazmatu, teplotě výronu, směsi nosných plynů a dalších parametrů. 

Research Excellence For REgion Sustainability and High-tech Industries (REFRESH)

  • Projekt č. CZ.10.03.01/00/22_003/0000048
  • Poskytovatel: Ministerstvo životního prostředí
  • Doba řešení: 2022 - 2027
  • Hlavní řešitel: prof. Ing. Igor Ivan, Ph.D.  
  • Projekt je zaměřen na posílení výzkumné excelence a vybudování špičkové infrastruktury pro vývoj technologií v oblastech udržitelné energetiky, materiálů, digitalizace a environmentálních technologií s cílem podpořit transformaci Moravskoslezského kraje.

Metodologie

Výzkumná skupina intenzivně využívá moderní technologie termochemické konverze, zejména pyrolýzní reaktory, spalovací kotle a zplyňovače. Na těchto zařízeních jsme schopni přesně řídit procesní podmínky, například tlak, nájezdovou i provozní teplotu, dobu zdržení nebo průtoky plynů tak, aby výsledky odpovídaly jak projektovým cílům, tak specifickým požadavkům průmyslových partnerů. Díky modulaci parametrů procesů termochemické konverze dokážeme cíleně ovlivňovat druhy vznikajících produktů, jejich množství i emisní charakteristiky.

Pro monitorování a analýzu procesů využíváme různé analytické přístroje, umožňující sledovat vznikající plyny a produkty jak online, tak offline. V rámci VŠB disponujeme komplexními laboratorními kapacitami pro analýzu vstupních materiálů i produktů termochemické konverze. Stabilní podmínky experimentů jsou nezbytné pro správný monitoring procesů, přičemž nám pomáhá rozsáhlé know-how získané z řady experimentů, měření a řešených projektů.

Data získaná z experimentů jsou odborně vyhodnocována a využívána pro optimalizaci procesů. Optimalizace probíhá nejen na úrovni provozních parametrů či úpravy vlastností vstupních surovin, ale rovněž na úrovni konstrukčního řešení jednotlivých jednotek. Na základě experimentálních poznatků jsme schopni navrhnout komponenty na míru, čímž zajišťujeme vyšší efektivitu a spolehlivost provozovaných procesů.

Kombinace hlubokých teoretických znalostí, experimentálních metod, spolupráce s průmyslovými partnery a analytického zázemí zajišťuje, že výzkum skupiny je vědecky podložený a současně okamžitě aplikovatelný v praxi.

Služby

  • Provádění propočtů a stanovování technických parametrů zařízení tak, aby byly splněny požadavky na výkon, funkčnost a emisní limity.
  • Testování prototypů kotlů a ověřování jejich shody s platnými normami.
  • Optimalizaci technologií termochemické konverze.
  • Měření složení procesních plynů online i offline.
  • Experimenty s technologiemi pro separaci vodíku, zejména PSA.
  • Inovace a další vývoj současných technologií:
    • Spalovací technologie: osazení standu Peltierovými články, studium vlivu aditiv na vznikající emise.
    • Pyrolýzní technologie: vývoj nových pyrolýzních jednotek (vsázkových i kontinuálních), optimalizace chlazení a technologických prvků.
    • Plazmové zplyňování: vývoj obloukových plazmových hořáků, experimenty s různými nosnými plyny.
  • Experimenty s katalyzátory pro konverzi plynných látek na lépe využitelné produkty.
  • Experimenty zaměřené na měření kompresorových stanic
  • Experimenty zahrnující organický Rankinův cyklus (ORC)

Výsledky a aplikace

Výzkumná skupina se dlouhodobě zaměřuje na aplikovaný výzkum s přímou vazbou na potřeby průmyslové praxe. Řešené projekty proto zpravidla vznikají ve spolupráci s průmyslovými partnery a reflektují aktuální technologické výzvy, se kterými se firmy reálně potýkají. Tento přístup nám umožňuje efektivně přenášet výsledky výzkumu do praxe a přispívat k rychlé implementaci inovací. Klíčovým přínosem našich aktivit je optimalizace technologických procesů, zejména v oblasti termochemické konverze. Ta vede ke snižování emisí, efektivnějšímu využívání zdrojů a k transformaci odpadních a alternativních materiálů na využitelné energetické produkty. Tím aktivně podporujeme principy cirkulární ekonomiky a přispíváme k udržitelnému rozvoji. Naše řešení zároveň zvyšují provozní efektivitu průmyslových partnerů – pomáhají snižovat náklady, šetřit čas i materiálové vstupy a zvyšovat celkovou konkurenceschopnost podniků. Výsledkem jsou konkrétní technologické inovace chráněné formou funkčních vzorků, užitných vzorů či patentů. Vedle aplikačních výstupů klademe důraz také na sdílení znalostí v akademické sféře. Pravidelně publikujeme v renomovaných mezinárodních vědeckých časopisech a aktivně tak přispíváme k rozvoji oboru i šíření odborného know-how. Díky propojení výzkumu, průmyslu a vzdělávání tak nevytváříme „výzkum do šuplíku“, ale přinášíme řešení s reálným dopadem na společnost.

Vybrané publikace

Biomass Conversion and Biorefinery

The addition of dolomite to the combustion of biomass fuel forms: the study of ashes agglomeration and fusibility

NAJSER, Jan, Marcel MIKESKA, Václav PEER, Jaroslav FRANTÍK a Jan KIELAR

Biomass Conversion and Biorefinery

2019-05-21, 10(2), 471-481

Materials Today Chemistry

On mechanism of the synthesis of boron-doped graphitic carbon nitride

CVEJN, Daniel, G. N. STARUKH, Martin KOŠTEJN, Pavlína PEIKERTOVÁ a Petr PRAUS

Materials Today Chemistry

2024-06-15, 39, 102157-102157

Heliyon

Straw pyrolysis for use in electricity storage installations

CHOJNACKI, J., Jan KIELAR, Jan NAJSER, Jaroslav FRANTÍK, Tomáš NAJSER, Marcel MIKESKA, Błażej GAZE a Bernard KNUTEL

Heliyon

2024-04-25, 10(9), e30058-e30058

Renewable Energy

Biomass pellets with organic binders - before and after torrefaction. Renewable Energy

SÝKOROVÁ, Veronika, Lucie JEZERSKÁ, Veronika SASSMANOVÁ, Stanislav HONUS, Pavlína PEIKERTOVÁ, Jan KIELAR a Martin ŽÍDEK

Renewable Energy

2023-12-07, 221, 119771-119771

Journal of Energy Storage

A new high-capacity floating modular pump storage hydroelectric system: Concept development and laboratory validation

LUKEŠ, Roman, Stanislav HONUS, Mário BALCO, Jaromír GADULA, Marek JADLOVEC a Otakar ČERNÝ.

Journal of Energy Storage

2026-03-07, 154, 121367-121367

Příklady z praxe

  • Testování kompresorů
  • Výzkum a vývoj technologie na separaci asfaltového recyklátu
  • Vývoj spalovací jednotky na likvidaci čistírenských kalů se zpětným získáváním fosforu
  • Vývoj alternativního paliva z odpadu vznikajícího při recyklaci autovraků
  • Zpětné získávání hliníku z obalových materiálů

Užitné vzory, patenty, prototypy 

  • Malý trubkový výměník jako součást transformátoru(Užitný vzor, Honus Stanislav; Kadlec Zdeněk; Balco Mário; Pešek Martin; Svoboda Roman; Hejčík Jiří; Vávra Petr, 2025)
  • Plazmový hořák pro vytvoření plazmového výronu s přívodem páry do plazmového výronu a řídicí systém pro řízení plazmového hořáku – alias – Technologie pro napájení, zásobovaní a řízení plazmového hořáku. (Užitný vzor, Němček Ondřej; Marek Martin; Frantík Jaroslav; Najser Jan, 2025)
  • Zařízení dopravující POP do reaktoru (Funkční vzorek, Najser Jan; Frantík Jaroslav; Mikeska Marcel; Najser Tomáš, 2025)
  • Přečerpávací elektrárna s horní a dolní nádrží v plovoucí nádrži (Patent, Černý Otakar; Honus Stanislav, 2024)
  • Kontrolní, řídicí a měřicí program akumulační elektrárny (Software, Honus Stanislav; Balco Mário; Lukeš Roman; Gadula Jaromír; Pešek Martin, 2024)
  • Prototyp trafostanice vn/nn s integrovanou nabíjecí stanicí pro elektromobily (Prototyp, Honus Stanislav; Balco Mário; Ficbauer Michal; Morávek David; Pešek Martin, 2024)
  • Method of Enrichment of a Gas Produced by Torrefaction and Pyrolysis of Biomass with Methane and Apparatus for Implementing the Method. (Patent, Němček Ondřej; Mikeska Marcel; Kielar Jan; Najser Tomáš, 2024)
  • Model přečerpávací elektrárny (Průmyslový vzor, Černý Otakar; Honus Stanislav; Balco Mário; Gadula Jaromír; Lukeš Roman; Křivý Vít; Mikolášek David, 2023)
  • Ověřená technologie postupu výroby tuhého alternativního paliva.(Technologie, Najser Jan; Frantík Jaroslav; Filip Roman; Brokl Pavel, 2023)
  • Poloprovozní modulová jednotka pro kultivaci řas pro bioplynovou stanici (Poloprovoz, Najser Jan; Jelínek Miloš; Jelínek Jiří; Novák Petr; Mikeska Marcel, 2022)
  • Výparník pro ORC energetická zařízení (Užitný vzor, Peer Václav; Kielar Jan; Najser Jan; Frantík Jaroslav, 2022)

Kontakty

Ing. Adamec Tomáš

Technik (9371)

tomas.adamec@vsb.cz
+420 596 997 409

Ing. Mgr. Cvejn Daniel, Ph.D.

Senior researcher (9371)

daniel.cvejn@vsb.cz
+420 596 999 350

prof. Ing. Honus Stanislav, Ph.D.

Vedoucí útvaru (361)
Akademický pracovník (361)
Researcher (9371)

stanislav.honus@vsb.cz
+420 596 993 270
A609, 17. listopadu 2172/15 (mapa)
708 00 Ostrava - Poruba

Kaniok Radek

Technik laborant (9371)

radek.kaniok@vsb.cz
+420 596 997 402

Ing. Kielar Jan, Ph.D.

Researcher (9371)

jan.kielar@vsb.cz
+420 596 997 415

Ing. Liška Julie

Junior researcher (9371)

julie.liska@vsb.cz
+420 596 999 350

Ing. Mikeska Marcel, Ph.D.

Researcher (9371)

marcel.mikeska@vsb.cz
+420 596 997 413

Ing. Mück Jáchym, Ph.D.

Junior researcher (9371)

jachym.muck@vsb.cz
+420 596 997 414

doc. Ing. Najser Jan, Ph.D.

Vedoucí útvaru (9371)
Researcher (9371)

jan.najser@vsb.cz
+420 596 997 416

Ing. Najser Tomáš

Interní doktorand (361)
Junior researcher (9371)

tomas.najser@vsb.cz
+420 596 997 412

Ing. Němček Ondřej, Ph.D.

Akademický pracovník (361)
Senior researcher (9371)

ondrej.nemcek@vsb.cz
+420 596 994 238
+420 596 997 410

prof. Ing. Sivek Martin, CSc.

Akademický pracovník (541)
Senior researcher (9371)

martin.sivek@vsb.cz
+420 596 993 528