Výzkumné oblasti

Materiálový výzkum je směřován do oblasti materiálů s přidanou hodnotou s využitím nanotechnologií pro nanočástice, kompozity a hybridní materiály. Výzkum je podpořen návrhem na základě molekulárního modelování, kde predikce užitných vlastností a parametru zintenzívní přípravu/syntézu materiálů.  Detailní charakterizací, testováním vlastností a ověřením aplikačních možností včetně studií účinků na životní prostředí je materiálový výzkum designován pro řadu aplikací v oblasti energetiky.

Nové uhlíkaté nanomateriály, jílové minerály, nanočástice kovů a jejich oxidů, polymerní a keramická nanovlákna jsou základnou pro hybridní a kompozitní nanomateriály. Aplikace vyvinutých produktů zahrnují materiály pro akumulaci a uchovávání energie, materiály s antimikrobiálními účinky, sorbenty, katalyzátory a multifunkční polymerní materiály.

• Studium interakcí a materiálový design pomocí molekulárního modelování
• Technologie pokročilých materiálů, nanomateriálů a kompozitních materiálů
• Charakterizace a testování pokročilých materiálů, nanomateriálů a kompozitních materiálů
• Dopad nanomateriálů a nanotechnologií na životní prostředí

V současnosti je vodík ekologickým nosičem energie s vysokým potenciálem využití. Při jeho energetickém zhodnocování nedochází ke vzniku skleníkových plynů ani jiných nežádoucích sloučenin. Zároveň může sloužit jako prostředek pro uchovávání energie, díky čemuž jej lze využívat pro stabilizaci energetických sítí s obnovitelnými zdroji. Vodík se v současné době vyrábí v největší míře parním reformingem zemního plynu, což má za následek vznik velkého množství emisí CO₂. Další možností je výroba vodíku z tuhých alternativních paliv plazmovým zplyňováním s následnou separací ze vzniklého syntézního plynu.

Zaměřujeme se na inovativní technologické postupy v oblastech:

• technologie plazmového zplyňování
• katalytická pyrolýza odpadů
• problematika palivových článků
• zpracování odpadů či jejich případná transformace na energeticky využitelné produkty

V této oblasti se zaměřujeme na výzkum řízení toku energie v energetické platformě komplexního systému respektující principy cirkulární ekonomiky na úrovni distribučních sítí pro napájení energetických platforem obcí, měst či mikroregionů.

Celkové řešení je tvořeno dvěma hlavními směry ve výzkumu a vývoji metod řízení:

• technologií pro přeměnu alternativních paliv, odpadů a vedlejších produktů na využitelné chemické látky a užitečné formy energie, jejich uložení a efektivního užití s podporou digital twin.
• distribučních sítí elektrické energie v rámci energetických platforem obcí, měst či mikroregionů. Samozřejmostí je využití moderních technologií pro akumulaci energie v různých formách.

Využíváme nejnovější trendy v oblastech, jako jsou vysoce výkonné výpočty (high-performance computing), pokročilá analýza dat, umělá inteligence a jejich využití pro efektivní samoorganizaci chytrých energetických sítí, adaptivní a plovoucí nastavení jednotlivých prvků podle aktuálních potřeb. Samozřejmostí je využití distribuovaných výpočtů, matematického modelování a optimalizace a technologie digitálních dvojčat vybraných částí pro urychlení a zvýšení efektivity a spolehlivosti vyvinutých řešení. Náš tým je tvořen odborníky v oblasti elektroenergetiky, měřicí a řídicí techniky, informatiky a matematiky.

V oblasti environmentálních technologií se ve výzkumu zaměřujeme na dvě hlavní oblasti:

• Zlepšení stávajících výrobních postupů s cílem snížení produkce znečišťujících látek.
  Ve spolupráci s průmyslovými partnery řešíme optimalizace výrobních technologií např. náhradu toxických extrakčních činidel nebo nová konstrukční řešení patrových kolon.
• Zvýšení účinnosti a vývoj nových metod pro snížení obsahu již vzniklých znečišťujících látek.
  Pro snižování plynných polutantů existuje řada technologií, které jsou již desítky let komerčně využívány. Zabýváme se zvýšením jejich účinnosti nebo vývojem zcela nových metod s cílem dodržení zpřísňujících se emisních limitů. V oblasti čištění odpadních vod se věnujeme látkám perzistentním v životním prostředí (organické polutanty, xenobiotika). Nedílnou součástí je výzkum nových metod detekce znečišťujících látek jak v ovzduší, tak ve vodách.