Kdo jsme?
Jsme výzkumná skupina B&ESS-ČVUT, která se zabývá výzkumem v oblasti akumulačních systémů energie a jejich aplikací.
Řešíme uplatnění baterií v různých oblastech – od elektromobility a domácích úložišť až po kosmické aplikace. Náš výzkum zahrnuje jak experimentální testování a diagnostiku, tak vývoj numerických modelů a systémů řízení. Dlouhodobě se věnujeme také druhotnému využití baterií, jejich recyklaci a hodnocení environmentálních či ekonomických dopadů v rámci celého životního cyklu
Více informací a aktualit o naší skupině můžete najít na:
B&ESS-ČVUT tvoří více než 20 členů – od studentů po zkušené výzkumníky.
Seznamte se s naším týmem a oblastmi jeho specializace. Zjistit více.
Mezi naše nejvýznamnější výzkumná témata spadá:
Testování a charakterizace baterií
Výzkum se zaměřuje na měření elektrických a tepelných parametrů bateriových článků a modulů. Typicky je prováděna charakterizaci článků v různých režimech (cyklování, pulzní zatížení, skladování) a s využitím širokého spektra diagnostických metod – od elektrochemických měření po analýzy stárnutí a poruchových stavů.
Modelování a predikce životnosti
V rámci skupiny jsou vyvíjeny modely pro popis chování baterií, zaměřující se i na predikce zbývající kapacity a životnosti. Modely jsou založené jak na experimentálních datech, tak na fyzikálních principech. Pro simulace šíření tepla jsou využívány numerické výpočty metodou konečných prvků (FEM), které slouží i pro návrh a optimalizaci tepelných management systémů.
Systémy řízení a softwarové nástroje
Dále jsou vyvíjeny algoritmy pro odhad stavu nabití (State of Charge), zdraví (State of Health) i predikce zbývající životnosti (Remaining Useful Life). Členové skupiny se věnují vývoji a vlastní implementaci systémů pro řízení baterií (Battery Management System), tepelných toků (Thermal Management System) a energetických toků (Energy Management System) včetně diagnostiky a datové podpory.
Druhotné využití baterií (second life)
Náš výzkum se zaměřuje na hodnocení stavu použitých baterií a jejich potenciálu pro další využití po ukončení primární funkce. Sledují se elektrochemické vlastnosti, míra degradace a bezpečnostní rizika s cílem určit vhodnost pro second-life aplikace, jako jsou stacionární úložiště nebo záložní systémy. Hodnocení probíhá s využitím laboratorních testů a metod zaměřených na změny chování článků v čase.
Odpadní zpracování a recyklace baterií
Naše aktivity se zaměřují na vývoj a optimalizaci procesů zpracování baterií po skončení životnosti, a to v souladu s platnými legislativními a bezpečnostními požadavky. Řešeny jsou jednotlivé kroky recyklační předúpravy, jako je vybíjení, drcení a separace frakcí, s důrazem na efektivní získávání černé hmoty (black mass). Součástí výzkumu je také analýza změn v materiálovém složení článků a stability elektrolytů, zejména prostřednictvím identifikace těkavých organických látek metodou plynové chromatografie s hmotnostní spektrometrií (GC-MS, Gas Chromatography – Mass Spectrometry).
Hodnocení environmentálních a ekonomických dopadů
Dopady technologií jsou hodnoceny v celém jejich životním cyklu (Life Cycle Assessment), se zaměřením jak na environmentální zátěž, tak na ekonomickou náročnost. Pro posouzení technologických variant a investiční nákladovosti systémů napříč různými aplikačními scénáři jsou využívány vícekriteriální analytické metody. Získané výsledky slouží jako podklad při rozhodování o výběru vhodných technologických procesů či při návrhu optimalizačních strategií.
Bezkontaktní přenos energie
Náš výzkum se zaměřuje na bezkontaktní přenos energie pomocí magnetické indukce pro dobíjení baterií. Mezi zkoumaná témata patří obousměrné nabíjení elektromobilů, detekce kovových předmětů, optimalizace přenosových cívek, vývoj a řízení výkonové elektroniky.
Náš aplikačně orientovaný výzkum se soustředí na konkrétní oblasti využití bateriových systémů – od návrhu a testování modulů pro elektromobily, přes hybridní a domácí úložiště, až po systémy pro kosmické mise jako jsou satelity. Skupina přispívá k návrhu akumulačních řešení integrovaných s obnovitelnými zdroji a podílí se na vývoji systémů energetického hospodaření. Více informací o našem vybavení a laboratořích naleznete ZDE.
Aktivně jsou ve skupině zapojeni studenti bakalářského a magisterského studia v podobě vypracovávání semestrálních projektů a závěrečných prací. Témata projektů a závěrečných prací lze najít ZDE, případně v aplikaci semestrálních projektů.
V případě zájmu o konkrétní problematiku, který se nenachází mezi vypsanými tématy, nás neváhejte kontaktovat!
Výsledky výzkumu jsou implementovány ve spolupráci s dalšími výzkumnými skupinami a průmyslovými partnery a dále rozvíjeny v rámci národních i mezinárodních projektů.
Výzkumné projekty
Naše projekty se zaměřují na praktické využití bateriových systémů a jejich udržitelné zpracování, často v rámci mezioborové spolupráce napříč akademickou sférou a průmyslem.
Mezi naše aktuální projekty patří:
- Národní centrum kompetence Josefa Božka pro pozemní dopravní prostředky (BOVENAC: FACME), TN02000054 TAČR,
- Konverze a skladování energie (ECO&Stor), CZ.02.01.01/00/22_008/0004617, Operační program Jana Amose Komenského (OPJAK).
- SGS ČVUT: Pokročilé bateriové technologie I.
Výuka
Působíme a podporujeme výuku v těchto předmětech: Solární systémy a elektrochemické zdroje, Aplikace elektrochemických zdrojů, Nezávislé zdroje, Testování, modelování a odhadování stavů baterií a Ekologie a materiály.
Spolupráce
