Oddělení struktury a vlastností materiálů
Ústav struktury a mechaniky hornin AV ČR, v.v.i.

Nabízené služby	Mezinárodní spolupráce	Laboratoř anorganických materiálů
Základní informace	Vědecká činnost	Významné výsledky	Projekty

Model tavení kmene: propojení přenosu tepla s kinetikou konverze

Studie popisuje model konverze kmene na sklo pro tavicí pec na obalovou sklovinu. Model zahrnuje vztahy mezi teplotní historií částic kmene, vlastnostmi kmene a rychlostí tavení propojenými s modely přestupu tepla a kinetiky konverze kmene. Přestup tepla v kmeni je počítán 1-dimenzionálním modelem konvektivně-konduktivní bilance tepla, zatímco kinetika konverze je popsána pomocí modelů založených na datech rozpouštění částic písku.

Publikace: Ferkl, P., Hrma, P., Kloužek, J., Vernerová, M., Kruger, A.A., Pokorný, R.: Model for batch-to-glass conversion: coupling the heat transfer with conversion kinetics. Journal of Asian Ceramic Societies 9, 652-664 (2021). doi: doi.org/10.1111/jace.17406

Schéma struktury plovoucího kmene v peci otápěné zemním plynem. Horní povrch je nakloněný, kmen se otavuje kontinuálně. Červená čárkovaná čára ilustruje teplotní profil T, Q je tok tepla a L je tloušťka reakční oblasti. Indexy S, R, B, T, FO a MB odpovídají kmeni, reakční zóně, spodní hraně kmene, horní vrstvě kmene oblasti pěny a skelné tavenině

Komplexní studie technologie Power-to-Gas: Přehled technických realizací, ekonomické posouzení, metanizace jako pomocný provoz hnědouhelné elektrárny

Primárním cílem práce je řešení otázky skladování energie. V této souvislosti jsou hodnoceny technické implementace technologie Power-to-Gas, související technicko-ekonomické aspekty a možnosti hromadného nasazení. Práce také hodnotí využitelnost zdrojů oxidu uhličitého. Atraktivita a konkurenceschopnost uvažované technologie závisí na její provázanosti s průmyslovými sektory, zejména s dopravou a energetikou. Pro různé diskontní sazby je kalkulována diskontní doba návratnosti, která ukazuje, že investice do technologie Power-to-Gas mají velmi dobrou návratnost.

Publikace: Straka Pavel: A comprehensive study of Power-to-Gas technology: Technical implementations overview, economic assessments, methanation plant as auxiliary operation of lignite-fired power station. Journal of Cleaner Production 311, 2021, 127642. doi: doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.127642

Schema spojení zpracovatelského závodu CO2 (auxiliary operation) s elektrárnou na hnědé uhlí (main plant)

Další významné publikace a výstupy

1. Kloužek J., Cincibusová P., Vernerová M., Hrma P., Marcial J., Pokorný R. (2021): Visual observation of foaming at the batch-melt interface during melting of soda-lime-silica glass. Ceramics-Silikaty 65 (4), 410-416. doi.org/10.13168/cs.2021.0044(RVO 67985891)

2. Kolářová M., Kloužková A., Stodolová K., Kloužek J., Dvořáková P., Kohoutková M. (2021): Interaction of historical lead glazes with corrosive media. Ceramics-Silikaty 65 (4), 417-426. doi.org/10.13168/cs.2021.0045(RVO 67985891)

3. Cincibusová P., Jebavá M.,Tonarová V., Němec L. (2022): Impact of melt flow on the process of glass melting. Journal of Asian Ceramic Societies. 10 (3), 621-637.doi.org/10.1080/21870764.2022.2099102 (TH02020316, RVO 67985891)

4. Yatskiv R., Kostka P., Grym J., Zavadil J. (2022): Temperature sensing down to 4 K with erbium doped tellurite glasses. Journal of Non-Crystalline Solids. 575 (1 January 2022), 121183. doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2021.121183(GAČR 19-07456S)

5. Marcial J., Kloužek J., Vernerová M., Ferkl P., Lee S., Cutforth D., Hrma P., Kruger A., Pokorný R. (2022): Effect of Al and Fe sources on conversion of high-level nuclear waste feed to glass. Journal of Nuclear Materials. 559 (February 2022), 153423. doi.org/10.1016/j.jnucmat.2021.153423(RVO 67985891)

6. Marcial J., Luksic S., Kloužek J., Vernerová M., Cutforth D., Varga T., Hrma P., Kruger A., Pokorný R. (2022): In-situ x-ray and visual observation of foam morphology and behavior at the batch-melt interface during melting of simulated waste glass. Ceramics International. 48 (6), 7975-7985. doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.11.344(RVO 67985891)

7. Marcial J., George J., Ferkl P., Pokorný R., Kissinger R., Crum J., Kloužek J., Hrma P., Kruger A., (2022): Elemental mapping and iron oxidation state measurement of synthetic low-activity waste feeds. Journal of Non-Crystalline Solids. 591 (1 September 2022), 121725. doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2022.121725 (RVO 67985891)

8. Rigby J., Dixon D., Cutforth D., Marcial J., Kloužek J., Pokorný R., Kruger A., Scrimshire A., Bell M., Bingham P. (2022): Melting behaviour of simulated radioactive waste as functions of different redox iron-bearing raw materials. Journal of Nuclear Materials. 569 (October 2022), 153946. doi.org/10.1016/j.jnucmat.2022.153946 (RVO 67985891)

9. Lee S., Jin T., Rivers E., Kloužek J., Luksic S., Marcial J., George J., Dixon D., Eaton W., Kruger A. (2022): Effect of sucrose on technetium and rhenium retention during vitrification of Low-activity wastes. Journal of the American Ceramic Society. 105 (12), 7321-7333. doi.org/10.1111/jace.18701(RVO 67985891)

10. Marcial J., Cicconi M., Pearce C., Kloužek J., Neeway J., Pokorný R., Vernerová M., McCloy J., Nienhuis E., Sjoblom R., Weaver J., Hand R., Hrma P., Neuville D., Kruger A. (2022): Effect of network connectivity on behavior of synthetic Broborg Hillfort glasses. Journal of the American Ceramic Society. xxx, xxx-xxx.doi.org/10.1111/jace.18778 (accepted)(RVO 67985891)

11. Ferkl P., Hrma P., Abboud A., Guillen D., Vernerová M., Kloužek J., Hall M., Kruger A., Pokorný R. (2022): Conversion degree and heat transfer in the cold cap and their effect on glass production rate in an electric melter. International Journal of Applied Glass Science xxx, xxx-xxx. doi.org/10.1111/ijag.16615(accepted)(RVO 67985891)

12. Novotná M., Knotek P., Hanzlíček T., Kutálek P., Perná I., Melánová K., Černošková E., Kopecká K. (2021): TiO2 Modified Geopolymers for the Photocatalytic Dye Decomposition. Crystals 11(12), 1511.https://doi.org/10.3390/cryst11121511

13. Straka P., Bičáková O., Hlinčík T. (2021): A Comparison of the Efficiency of Catalysts Based on Ni, Ni-Co and Ni-Mo in Pressure Pyrolysis of Biomass Leading to Hythane. Catalysts 11, 1480. doi.org/10.3390/catal11121480

14. Straka P., Bičáková O., Šupová M. (2022): Slow pyrolysis of waste polyethylene terephthalate yielding paraldehyde, ethylene glycol, benzoic acid and clean fuel. Polymer Degradation and Stability 198, 109900. doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2022.109900

Konferenční příspěvek na WoS
15. Novotná M., Polonská A., Šídlová M., Perná I. (2021): Geopolymers: The influence of alkaline activator cations on efflorescence. Proceedings of the 8th International Conference on Chemical Technology, Prague, 326-331. ISBN 978-80-88307-08-2. https://www.icct.cz/cs/Amca-ICCT/media/content/2021/proceedings/ICCT2021-Proceedings.pdf

Užitný vzor, patent, ověřená technologie, software
16. Němec, L., Jebavá M., Cincibusová P., Budík P., Tonarová V.: Glasschmelzofen. Německý užitný vzor č. DE 20 2021 106 406 U1 (17.05.2022).(RVO 67985891)