Students

Bc. level: 2018 - 2019
Supervisor: Karol Hensel
Title (en):
The effect of BaTiO3 a ZrO2 on naphtalene removal by plasma catalysis
Title (sk):
Účinky BaTiO3 a ZrO2 na odstraňovanie naftalénu pomocou plazmovej katalýzy
Abstract (en)
Abstract (sk)

MSc. level: 2019 - 2021
Supervisor: Karol Hensel
Consultant: Richard Cimerman
Title (en):
Selected aspects of naphthalene removal in plasma and catalyst systems
Title (sk):
Vybrané aspekty odstraňovania naftalénu v systémoch plazmy a katalyzátora
Abstract (en)
Abstract (sk):  hide
Biomasa je jedným z alternatívnych zdrojov energie. Pri jej energetickom zhodnocovaní splyňovaním alebo spaľovaním však vzniká množstvo rôznych polutantov, vrátane dechtov. Dechty sú komplexnou zmesou zväčša kvapalných uhľovodíkov, ktoré sú vysoko toxické a karcinogénne, a tiež zodpovedné za mnohé poruchy v priemyselných zariadeniach a preto sa hľadajú spôsoby ako ich odstraňovať. Existujú viaceré tepelné a katalytické metódy odstraňovania dechtov, z ktorých mnohé sú však sprevádzané nízkou účinnosťou, či vysokou spotrebou energie. Ako potenciálne použiteľné a priaznivé riešenie sa javí využitie plazmovej katalýzy. Plazma je zmesou rôznych chemicky reaktívnych častíc, ktoré dokážu reagovať s časticami cieľového plynu (napr. dechtu) a tým ho rozkladať. Katalýza zase dokáže zlepšiť energetickú náročnosť procesu a jeho selektivitu. Kombinovanie vlastností plazmy a katalýzy vedie k zlepšeniu chemických účinkov, často vďaka vzniku rôznych synergických efektov. V takom prípade, celkový účinok spoločného systému môže byť vyšší ako súčet jednotlivých účinkov plazmy a katalýzy. V tejto práci sme skúmali plazmový a plazmovo-katalytické reaktory, ich elektrické charakteristiky, ktoré zahŕňali najmä analýzu početnosti a amplitúdy prúdových pulzov, chemickú aktivitu a ich účinky na odstraňovanie naftalénu, v závislosti od energetickej hustoty výboja (SIE), teploty a typu použitého materiálu v plazmovo-katalytickom reaktore. Plazmu sme generovali vo vzduchu pomocou DBD výboja v plazmovom a plazmovo-katalytických reaktoroch naplnených feroelektrickým materiálom BaTiO3 a katalytickým materiálom ZrO2 vo forme peletiek. Skúmali sme tiež plynné a tuhé produkty, ktoré vznikali počas odstraňovania naftalénu pomocou FTIR, SEM a EDX analýz. Výsledky ukázali, že v plazmovo-katalytických reaktoroch sú početnosti a amplitúdy prúdových pulzov takmer vždy podstatne väčšie ako pri samotnej plazme. Najvyššie hodnoty početností a amplitúd pulzov sme pozorovali pri BaTiO3 reaktore. Pri odstraňovaní naftalénu sme pri nižšom aj vyššom SIE (150 J/L a 320 J/L) získali najvyššiu účinnosť s BaTiO3 reaktorom ~ 72 % a ~ 80 %. Ďalej sme vyšetrili aj produkciu plynných produktov, prostredníctvom monitorovania koncentrácie CO. Vo všeobecnosti sme ukázali, že plazmová katalýza predstavuje sľubnú metódu ako úspešne odstraňovať naftalén, či iné dechty.