Název: Termoelektrické vlastnosti alkalicky aktivovaných hlinitokřemičitanů
Překlad názvu: Thermoelectric properties of alkali activated aluminosilicates
Autoři: Filipská, Kristýna ; Fiala,, Lukáš (oponent) ; Zmeškal, Oldřich (vedoucí práce)
Typ dokumentu: Bakalářské práce
Rok: 2023
Jazyk: cze
Nakladatel: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstrakt: [cze] [eng]
Tato práce se zabývá využitím alkalicky aktivovaných hlinitokřemičitanů (AAA) v oblasti získávání elektrické energie termoelektrickou přeměnou. Klade si za cíl přiblížit problematiku termoelektrické konverze jako takové a její výskyt v těchto materiálech. Tyto poznatky podkládá měřením termoelektrického napětí vybraných směsí AAA, konkrétně struskových geopolymerů s přídavkem uhlíkových sazí a jak struskových, tak metalupkových geopolymerů s příměsí grafitového prášku. Tato měření byla provedena opakovaným ohřevem jedné plochy vzorku pomocí rezistoru a zaznamenáváním odezvy v podobě napětí ve vzorku i na elektrodách. Z naměřených hodnot byl pro jednotlivé vzorky vypočten Seebeckův koeficient, jehož nejvyšší hodnota byla zjištěna pro alkalicky aktivovanou strusku s příměsí uhlíkových sazí o koncentraci 4 % (|| = 1904 V/K). Dalším cílem bylo měření tepelných vlastností, jmenovitě měrné tepelné kapacity, součinitele tepelné vodivosti a tepelné difuzivity; toho bylo dosaženo prostřednictvím snímkování ohřívaných vzorků termokamerou. Nejvyšší hodnoty měrné tepelné kapacity i součinitele tepelné vodivosti bylo dosaženo ve vzorku metalupkového geopolymeru s koncentrací grafitového prášku 8 % (c = 2086 J/kg/K; = 1,815 W/m/K). Tepelnou difuzivitu vykazovaly veškeré vzorky téměř stejnou, a to 610-7 m2/s v průměru. Na základě výsledných hodnot usuzujeme, že termoelektrická konverze v těchto materiálech zatím nedosahuje hodnot potřebných pro významnou regeneraci elektrické energie ve větším měřítku, domníváme se však, že s dalším výzkumem lze dosáhnout hodnot vyšších. This work focuses on the potential usage of alkali-activated aluminosilicates (AAA) in relation to energy harvesting. It sets a goal of familiarizing the reader with thermoelectrical conversion itself and its existence within those materials. Based on this knowledge, the measurement of thermoelectrical voltage has been conducted in chosen mixtures of AAA; more specifically a slag geopolymer with carbon black admixture, a slag geopolymer with graphite powder admixture and a metashale geopolymer with graphite powder admixture. This experiment was executed by repeated heating of the surface area of the sample on one side using a resistor, while the other side was kept at reference temperature. The response in the form of voltage generated in the sample as well as on the electrodes was recorded. The measured values were then used to calculate the Seebeck coefficient. The best response was provided by a slag geopolymer sample with carbon black admixture at 4 % concentration (|| = 1904 V/K). The second goal was to measure thermal properties of those samples, specifically the specific heat capacity, the thermal conductivity coefficient and thermal diffusivity. This goal has been reached by capturing the samples with a thermal camera while heating them on a hot-plate. The highest values of specific heat capacity and the thermal conductivity coefficient were provided by a sample of metashale geopolymer with graphite powder admixture at 8 % concentration (c = 2086 J/kg/K; = 1,815 W/m/K). Thermal diffusivity proved to be almost identical in all samples, 610-7 m2/s on average. Based on the results, we conclude that the thermoelectrical conversion in these materials is not enough to be significant in bigger scale energy harvesting yet. However, we also believe that it’s possible to reach better results with further research.
Klíčová slova: alkalicky aktivované hlinitokřemičitany; energy harvesting; Jouleovo teplo; Peltierův jev; Seebeckův jev; termoelektrický generátor; termočlánek; Thomsonův jev; alkali-activated aluminosilicates; energy harvesting; Joule heating; Peltier effect; Seebeck effect; thermocouple; thermoelectric generator; Thomson effect

Instituce: Vysoké učení technické v Brně (web)
Informace o dostupnosti dokumentu: Plný text je dostupný v Digitální knihovně VUT.
Původní záznam: http://hdl.handle.net/11012/210740

Trvalý odkaz NUŠL: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-529023


Záznam je zařazen do těchto sbírek:
Školství > Veřejné vysoké školy > Vysoké učení technické v Brně
Vysokoškolské kvalifikační práce > Bakalářské práce