Environmentální a energetické aplikace fotokatalýzy

Využití fotokatalýzy pro ochranu životního prostředí, snižování emisí skleníkových plynů a produkci udržitelných energetických nosičů. Vývoj a testování fotokatalytických materiálů pro redukci oxidu uhličitého (CO₂), produkci vodíku a rozklad oxidu dusného (N₂O)

Vztah mezi fyzikálně-chemickými vlastnostmi a fotoaktivitou

Studium vztahů mezi strukturou, fyzikálně-chemickými vlastnostmi a fotokatalytickou aktivitou pokročilých materiálů

Kinetika a mechanismy fotokatalytických reakcí

Výzkum kinetiky fotokatalytických reakcí a objasňování mechanismů probíhajících procesů

Fotokatalytické reaktory

Návrh a optimalizace fotokatalytických reaktorů pro environmentální a energetické aplikace

Pokročilé oxidační procesy

Vývoj pokročilých oxidačních procesů pro odstraňování polutantů z odpadních plynů a vod

Popis výzkumné skupiny

Výzkumná skupina Heterogenní fotokatalýza se zaměřuje na vývoj a studium fotokatalytických procesů využitelných pro ochranu životního prostředí a udržitelnou energetiku. Hlavními oblastmi výzkumu jsou fotokatalytická redukce CO₂, produkce vodíku štěpením vody, rozklad oxidu dusného (N₂O) a odstraňování polutantů z vody a ovzduší. Součástí výzkumu je také studium kinetiky reakcí, mechanismů probíhajících procesů a vývoj pokročilých oxidačních technologií. Skupina disponuje moderně vybavenou laboratoří umožňující testování fotokatalytických materiálů ve formě prášků, tenkých filmů i vrstev nanesených na nosičích. Experimenty jsou realizovány v plynné i kapalné fázi s využitím specializovaných fotoreaktorů a pokročilých analytických metod. Laboratoř rovněž poskytuje standardizované testování fotokatalytických materiálů podle normy ČSN ISO 22197.

Klíčová slova

# fotokatalytické procesy

# redukce CO₂

# generace vodíku

# rozklad N₂O

# pokročilé oxidační procesy

Cíle a zaměření

Dlouhodobým cílem výzkumné skupiny je rozvoj znalostí a technologií v oblasti heterogenní fotokatalýzy se zaměřením na ochranu životního prostředí, využití obnovitelných zdrojů energie a snižování dopadů lidské činnosti na klima.

Krátkodobě se skupina soustředí na vývoj a testování nových fotokatalytických materiálů, zvyšování účinnosti procesů redukce CO₂ a rozkladu nežádoucích látek ve vodě a ovzduší, stejně jako na posilování mezinárodní vědecké spolupráce a transfer výsledků do praxe.

prof. Ing. Kamila Kočí, Ph.D.

Vedoucí výzkumné skupiny

E-mail:	kamila.koci@vsb.cz
Tel.:	+420 596 997 309

Profil

Výzkumné aktivity a projekty

Zkoumání mechanismů a účinnosti tvorby zeleného vodíku jako vedlejšího produktu fotoredukce CO2 ve vodné a plynné fázi

Projekt GA ČR č. 26-19910L
Poskytovatel: Grantová agentura České republiky
Doba řešení: 2026–2028
Mezinárodní projekt realizovaný ve spolupráci s West Pomeranian University of Technology, Szczecin (Polsko).
Hlavní řešitel: Kočí Kamila prof. Ing., Ph.D.
Cílem projektu je objasnit mechanismy vzniku zeleného vodíku jako vedlejšího produktu fotoredukce CO₂ ve vodné a plynné fázi.

Přeměna CO2 na užitečné chemikálie katalytickými a fotokatalytickými procesy v přítomnosti vysoce aktivních materiálů

Projekt GA ČR č. 21-24268K
Poskytovatel: Grantová agentura České republiky
Doba řešení: 2021–2024
Bilaterální projekt realizovaný ve spolupráci s University of Ljubljana (Slovinsko).
Hlavní řešitel: Kočí Kamila prof. Ing., Ph.D.
Projekt byl zaměřen na studium vztahů mezi fyzikálně-chemickými vlastnostmi materiálů a jejich aktivitou, selektivitou a stabilitou při přeměně CO₂ na hodnotné chemické produkty.

Fotokatalyzátory s heteropřechodem a fotokatalyzátory TiO2 současně dopované kovy a nekovy pro environmentální fotokatalytické reakce

Projekt GA ČR č. 20-09914S
Poskytovatel: Grantová agentura České republiky
Doba řešení: 2020–2022
Projekt realizovaný ve spolupráci s Univerzitou Pardubice.
Hlavní řešitel: Kočí Kamila prof. Ing., Ph.D.
Zaměřen na vývoj heterostrukturních a dopovaných TiO₂ fotokatalyzátorů pro environmentální fotokatalytické reakce.

The elimination of the waste air emissions by photochemical oxidation

Projekt MPO TRIO č. FV10674
Poskytovatel: Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR
Doba řešení: 2016–2019
Aplikační projekt realizovaný ve spolupráci se společností DEKONTA, a.s
Projekt byl zaměřen na vývoj a ověření pokročilé oxidační technologie pro rozklad organických, zejména pachových, látek v odpadních plynech. Součástí řešení byl výzkum fotochemické oxidace, návrh technologie a její pilotní ověření pro průmyslové aplikace.

Net4CleanAir – Network for Clean Air in Europe

COST Action CA23139
Poskytovatel: European Cooperation in Science and Technology (COST)
Doba řešení: 2024–2028
Mezinárodní síť zaměřená na výzkum, standardizaci a implementaci technologií pro zajištění kvalitního vnitřního ovzduší a zdravého vnitřního prostředí.
Výzkumná skupina se podílí na budování evropské spolupráce v oblasti fotokatalytických a environmentálních technologií.

Metodologie

syntéza a modifikace fotokatalytických materiálů,
fotokatalytické experimenty v plynné a kapalné fázi,
fotokatalytická redukce CO₂,
fotokatalytická produkce vodíku,
fotokatalytický rozklad N₂O,
studium kinetiky chemických reakcí,
modelování reakčních mechanismů,
chemické a reaktorové inženýrství,
testování fotokatalyzátorů ve formě prášků, tenkých filmů a vrstev na nosičích,
chromatografická analýza reakčních produktů,
standardizované testování fotokatalytických materiálů dle ČSN ISO 22197.

Služby

Testování práškových fotokatalyzátorů pro reakce v plynné i kapalné fázi.
Testování fotokatalyzátorů - tenkých filmů - pro reakce v plynné i kapalné fázi.
Testování fotokatalyzátorů v tenké vrstvě - pro reakce v plynné fázi podle ČSN ISO 22197.

Výsledky a aplikace

Výzkumná skupina přispívá k rozvoji technologií využívajících sluneční energii pro ochranu životního prostředí a udržitelnou energetiku. Výsledky výzkumu nacházejí uplatnění zejména v oblasti fotokatalytické redukce CO₂, produkce zeleného vodíku, rozkladu oxidu dusného (N₂O) a odstraňování organických polutantů z odpadních plynů a vod. Výzkum podporuje vývoj nových fotokatalytických materiálů, reaktorů a environmentálních technologií s potenciálem průmyslového využití.

Vybrané publikace

Effect of TiO2 particle size on the photocatalytic reduction of CO2

K. Kočí, L. Obalová, L. Matějová, D. Plachá, Z. Lacný, J. Jirkovský, O. Šolcová

Applied Catalysis B: Environmental

89 (2009) 494–502.

Novel TiO2/C3N4 Photocatalysts for Photocatalytic Reduction of CO2 and for Photocatalytic Decomposition of N2O

Martin Reli, Pengwei Huo, Marcel Šihor, Nela Ambrožová, Ivana Troppová, Lenka Matějová, Jaroslav Lang, Ladislav Svoboda, Piotr Kuśtrowski, Michal Ritz, Petr Praus, Kamila Kočí

The Journal of Physical Chemistry A

2016, 120, 43, 8564–8573

Photocatalytic decomposition of N2O over TiO2/g-C3N4 photocatalysts heterojunction

K. Kočí, M. Reli, I. Troppová, M. Šihor, J. Kupková, P. Kustrowski, P. Praus

Applied Surface Science

396, 1685-1695

Photocatalytic water splitting over CeO2/Fe2O3 photocatalysts

Martin Reli, Nela Ambrožová, Marta Valášková, Miroslava Edelmannová, Libor Čapek, Christian Schimpf, Mykhaylo Motylenko, David Rafaja, Kamila Kočí

Energy Conversion and Management

238, 114156

Experimental and modelling studies on the photocatalytic generation of hydrogen during water-splitting over a commercial TiO2 photocatalyst P25

Miroslava Edelmannová, María de los Milagros Ballari, Michal Přibyl, Kamila Kočí

Energy Conversion and Management

245, 114582

Partneři

West Pomeranian University of Technology

Slovak University of Technology in Bratislava

National Centre for Scientific Research Demokritos

Kontakty

Ballari Maria de Los Milagros

VaV pracovník (9350)
VaV pracovník (9352)

	maria.de.los.milagros.ballari@vsb.cz
	+420 596 997 309

Bonetto Fernando Jose

VaV pracovník (9350)
VaV pracovník (9352)

	fernando.jose.bonetto@vsb.cz
	+420 596 997 324

Ing. Filip Edelmannová Miroslava, Ph.D.

VaV pracovník (9350)
VaV pracovník (9352)

	miroslava.filip.edelmannova@vsb.cz
	+420 596 997 354

Ing. Jablunka Jiří

Interní doktorand (9350)
Ph.D. student (9350)
Ph.D. student (9352)

	jiri.jablunka@vsb.cz
	+420 596 997 351

prof. Ing. Kočí Kamila, Ph.D.

Vedoucí útvaru (9352)
Vedoucí výzkumné skupiny Heterogenní fotokatalýza (9350)
Akademický pracovník (9350)

	kamila.koci@vsb.cz
	+420 596 997 309

Mgr. Kopčan Patrik

Interní doktorand (9352)
Ph.D. student (9350)

	patrik.kopcan@vsb.cz
	+420 596 996 554

Ing. Kotulková Nela, Ph.D.

	nela.kotulkova@vsb.cz
	+420 596 997 356

RNDr. Martaus Alexandr, Ph.D.

Analytik specialista (9350)
Analytik (9352)

	alexandr.martaus@vsb.cz
	+420 596 997 320
	17. listopadu 2172/15 (mapa) 708 00 Ostrava - Poruba

Mgr. Bc. Mati Tomáš

Technik (9350)
Technik (9352)

	tomas.mati@vsb.cz
	+420 596 996 556
	+420 596 996 230

Ing. Reli Martin, Ph.D.

VaV pracovník (9350)
VaV pracovník (9352)

	martin.reli@vsb.cz
	+420 596 997 355

Ing. Ricka Rudolf, Ph.D.

VaV pracovník (9350)
VaV pracovník (9352)

	rudolf.ricka@vsb.cz
	+420 596 997 352

Ing. Spáčilová Lucie, Ph.D.

VaV pracovník (9350)
Zaměstnanec (9352)

	lucie.spacilova@vsb.cz
	+420 596 996 556
	+420 596 996 230

RNDr. Valášková Marta, DSc.

VaV pracovník (9350)
VaV pracovník (9352)

	marta.valaskova@vsb.cz
	+420 596 997 309