Ewa Klugmann-Radziemska

High-performance method of carbon nanotubes modification by microwave plasma for thin composite films preparation

In this work we present a simple and efficient method of nitrogen plasma modification of carbon nanotubes (CNTs). The process allows for treatment of the nanotubes in the form of powder with quite a high yield (65 mg of CNTs per hour). The modified carbon nanotubes contain approx. 3.8% nitrogen, mostly in the pyridinic form. Plasma treated CNTs exhibit better dispersibility in water and higher electric capacitance than pristine CNTs. Modified CNTs are a proper component of novel nanocomposites based on the conducting polymer poly(3,4-ethyleneidoxythiophene). Electrodeposited thin layers of the nanocomposite exhibit improved electrochemical properties (higher capacitance, better stability, lower resistance, faster diffusion) compared to the pure polymer layers.

Utilization of rapeseed pellet from fatty acid methyl esters production as an energy source

Rapeseed pellet – crushed seed residue from oil extraction is a by-product of fatty acid methyl esters production process. As other types of biomass, it can either be burned directly in furnaces or processed to increase its energetic value. Biomass is renewable, abundant and has domestic usage; the sources of biomass can help the world reduce its dependence on petroleum products, fossil coal and natural gas. Energetically effective utilization of rapeseed pellet could substantially improve the economic balance of an individual household in which biodiesel for fulfilling the producers own energetic demand is obtained. In this article, the experimental results of combusting rapeseed pellet in a calorimeter, combustion in a boiler heater and the analysis of the emissions level of different pollutants in exhaust fumes during different stages of biomass boiler operation are presented. It has been proved that the pellet, a by-product of biodiesel production, is not only a valuable substitute of animal fodder, but also an excellent renewable and environmentally friendly energy source, viable for use in household tap water heating installations.

An interactive system for remote modelling and design validation of hybrid photovoltaic systems

Purpose – The purpose of this paper is to report the system solution expressed in the form of a block diagram. In this paper, a multi-functional demonstrator of the interactive system designed to modelling, monitoring and validation of hybrid photovoltaic (PV) systems assisted by fuel cells and thermoelectric generators is presented. Technical parameters of demonstrator components such as: silicon PV modules, fuel cells, thermoelectric generators, gel batteries, control and monitoring systems are described. Design/methodology/approach – The design shows the implementation of PV system modelling by four universal PV module simulators supported by two 65 W fuel cell and 12 modules, 6 W thermoelectric generators battery. Findings – The paper provides practical proof that the combination of PV technology with both thermoelecric generators and fuel cells technologies shows promising results for the development of hybrid PV systems with increased effectiveness and efficiency. Research limitations/implications –...

GASEOUS PRODUCTS FROM SCRAP TIRES PYROLISIS

Gaseous Products from Scrap Tires Pyrolisis In European Union 75% of used tires should be recycled. The most common method of used tires disposal, is burning in cement kilns, which does not solve the problem. Pyrolysis process can be an alternative way of utilization of tires. The aim of the researches was to check the influence of pyrolysis products (gas and oil fractions) on environment. Samples from pyrolysis process, like light oil fractions or pyrolysis gases were analyzed using gas chromatography. The pyrolysis installation should be hermetical, because of the PAHs which were detected in a light fraction of oil. In exhaust gases BTEX and PAHs were not detected. Gazowe produkty pochodzące z pirolizy opon samochodowych Zgodnie z dyrektywami obowiązującymi w krajach należących do Unii Europejskiej, zużyte opony samochodowe powinny być w 75% poddawane recyklingowi. Najbardziej popularną metodą zagospodarowania opon jest ich spalanie w cementowniach, jednakże sposób ten nie wykorzystuje w pełni zasobów energetycznych zużytych opon. Proces pirolizy jest alternatywnym rozwiązaniem. Przeprowadzone badania miały na celu sprawdzenie wpływu zarówno procesu pirolizy, jak i lotnych produktów pirolizy (gaz i lekka frakcja olejowa) na środowisko. Próbki analizowano przy użyciu chromatografu gazowego. Wnioski, które sformułowano po analizie wyników, to m.in. konieczności hermetyzacji i kontroli szczelności reaktorów, w których przeprowadzany jest proces pirolizy. W lekkiej frakcji olejowej wykryto lotne związki wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych, natomiast w gazach odlotowych nie wykryto BTEX (benzen, toluen, etylobenzen oraz ksyleny) oraz wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych.

Rapeseed pellet - a byproduct of biodiesel production - as an excellent renewable energy source / Wytłoki rzepakowe - produkt uboczny w produkcji biodiesla - jako doskonałe źródło energii odnawialnej

Abstract Vegetable oils are renewable feedstock currently being used for production of biofuels from sustainable biomass resources. The existing technology for producing diesel fuel from plant oils, such as rapeseed, soybean, canola and palm oil are largely centered on transesterification of oils with methanol to produce fatty acid methyl esters (FAME) or biodiesel. Rapeseed pellet - crushed seed residue from oil extraction is a byproduct of biodiesel production process. As other types of biomass, it can either be burned directly in furnaces or processed to increase its energetic value. The interest to use different types of biomass as fuels has grown rapidly during the last years as a mean to reduce the CO2 emissions of energy production. Biomass is renewable, abundant and has domestic usage, the sources of biomass can help the world reduce its dependence on petroleum products and natural gas. Energetically effective utilization of rapeseed pellet could substantially improve the economic balance of an individual household in which biodiesel for fulfilling the producer’s own energetic demand is obtained. In this article the experimental results of analyzing the emissions levels of different pollutants in exhaust fumes during different stages of biomass boiler operation were presented. It has been proved that that the pellet, a byproduct of biodiesel production, is an excellent renewable and environmentally-friendly energy source, especially viable for use in household tap water heating installations. Abstrakt Oleje roślinne są obecnie - jako surowce odnawialne - wykorzystywane do produkcji biopaliw. Produktem odpadowym w produkcji biopaliw z roślin oleistych są wytłoki roślinne, pozostałe po uzyskaniu oleju metodą mechaniczną lub chemiczną. Odpady te, zwane też makuchami lub pelletem, mogą być wykorzystane jako dodatkowe źródło energii (np. do ogrzewania pomieszczeń) w gospodarstwach rolnych lub domowych. Zainteresowanie stosowaniem różnych rodzajów biomasy jako paliwa gwałtownie wzrosło w ostatnich latach i traktowane jest jako sposób na zmniejszenie emisji CO2 w procesie produkcji energii, a także na ograniczenie zależności od produktów naftowych i gazu ziemnego. Tak jak inne rodzaje biomasy, pellet rzepakowy może być albo spalany bezpośrednio w piecach, albo przetwarzany w celu zwiększenia jego wartości energetycznej. Energetycznie efektywne wykorzystanie odpadu rzepakowego może znacznie poprawić równowagę ekonomiczną indywidualnego gospodarstwa domowego, w którym biodiesel produkowany jest dla zaspokojenia własnego zapotrzebowania. W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych analizy poziomu emisji substancji, zawartych w spalinach, podczas różnych etapów pracy kotła na biomasę. Udowodniono, że pellet, produkt uboczny produkcji biodiesla, jest doskonałym odnawialnym i przyjaznym dla środowiska źródłem energii, szczególnie opłacalnym do stosowania w instalacjach centralnego ogrzewania i podgrzewania wody użytkowej w gospodarstwach rolnych.

Synthesis of reduced graphene oxide nanosheets using nanofibers from methane and biogas thermal decomposition with various catalysts

Reduced graphene oxide and graphene oxide (rGO, GO) were synthesised from carbon nanofibers, which were formed in catalytic thermal decomposition of methane (CDM) and biogas with different catalysts used in the process. The aim of the work was valorization of CDM carbon nanofiber products. The samples were characterized using Raman spectra, a scanning electron microscope and a transmission electron microscope. As a result, we observe exfoliation and the sample surface to obtain the best samples of rGO and GO. These valuable products will be useful in improving the methane/biogas thermal decomposition process. The samples have been compared and a single layer of reduced graphene oxide can be seen on images. In addition, the influence of various catalysts (especially for Fe/Al2O3 and Ni/Al2O3) used in CDM on quality of samples was compared.Graphical Abstract

Nanorurki węglowe domieszkowane azotem. Synteza i zastosowania

Przedstawiono rodzaje i wlaściwości nanorurek weglowych. Szczegolną uwage poświecono nanorurkom weglowym domieszkowanym azotem (N-CNT). Zaprezentowano sposoby syntezy oraz modyfikacji N-CNT. Omowiono takze mozliwości wykorzystania nanorurek jako elektrod w urządzeniach do magazynowania i konwersji energii elektrycznej oraz w elektrokatalizie.

Materiały zmiennofazowe używane w budownictwie do zapewnienia komfortu cieplnego w pomieszczeniach

W artykule przedstawiono mozliwośc wykorzystania materialow zmiennofazowych w budownictwie do zapewnienia komfortu cieplnego w pomieszczeniach. Przedstawiono wyniki badan wlasnych. Pomiarow dokonano w warunkach rzeczywistych na stanowisku badawczym, skladającym sie z modeli budynkow wraz z opomiarowaniem, przy czym jeden z nich sluzyl jako punkt odniesienia, a drugi zostal zmodyfikowany za pomocą odpowiednio dobranego materialu zmiennofazowego (PCM). Cykliczne zmiany fazy materialu PCM w ciągu dnia i nocy pozwolily na akumulacje, magazynowanie i uwalnianie znaczących ilości ciepla w cyklu dobowym, a co za tym idzie - wplynely na mozliwośc zapewnienia oczekiwanej temperatury w pomieszczeniach. Wyniki badan potwierdzają przydatnośc wykorzystania przyjetego do badan materialu PCM w celu poprawy komfortu cieplnego budynku.

Pyrolysis Process of Whole Waste Tires as A Biomass Energy Recycling / Piroliza Opon Samochodowych Jako Energetyczny Recykling Biomasy

Abstract The article is devoted to the description of material recycling of whole waste tires, including a new method of pyrolysis process, resulting in the final products: technically oil fractions (rubber plasticizer of rubber compounds) or diesel fuels (light, medium and heavy), activated carbon, gas fuel and steel scrap. Operational and performance tests of the first version of the pilot plant, consisting of three contributions cooperating with one pyrolytic reactor confirmed that this technology is applicable but has still some flaws and errors, both structural and technological. Usually such errors in the first test of technology development cannot be avoided. This paper describes: pyrolysis processes which occurs in the pilot plant, protected by a patent application design of continuously working prototype installation for recycling of tire and identifies future directions of research in this field Abstrakt Artykuł poświęcony jest opisowi recyklingu materiałowego całych opon samochodowych z uwzględnieniem nowej metody procesu pirolitycznego, w wyniku którego produktem końcowym są: frakcje oleju technicznego (plastyfikator mieszanek gumowych), opałowego lub napędowego (lekkiego, średniego i ciężkiego), węgiel aktywny, gaz opałowy i złom stalowy. Badania ruchowe i eksploatacyjne pilotażowej instalacji, składającej się z trzech wkładów współpracujących z jednym reaktorem pirolitycznym, wykazały, że technologia ta jest możliwa do zastosowania, ale posiada jeszcze pewne wady i błędy zarówno konstrukcyjne, jak i technologiczne, których zazwyczaj nie udaje się uniknąć w pierwszej próbie opracowywania technologii. W pracy opisano zachodzące w wysokich temperaturach procesy pirolityczne, chroniony zgłoszeniem patentowym projekt prototypowej instalacji do recyklingu opon w sposób ciągły oraz wskazano przyszłe kierunki badań w tym zakresie. W pracy opisano procesy pirolityczne zachodzące w pilotażowej instalacji oraz opracowany, na podstawie uzyskanych wyników i zebranych doświadczeń, projekt prototypowej instalacji do recyklingu opon w sposób ciągły, który jest chroniony zgłoszeniem patentowym. Na zakończenie wskazano przyszłe kierunki badań w tym zakresie.