Cena Make Our Planet Great Again

Blahopřejeme Ing. Marii Plaché, Ph.D. ze skupiny prof. Petra Kočího z Ústavu chemického inženýrství, která se svou disertační prací "Modelování transportu a reakce v porézních katalytických filtrech s využitím 3D počítačové rekonstrukce" obsadila 1. místo ve vědecké soutěži Francouzského velvyslanectví v kategorii "Make Our Planet Great Again - Prize in Environmental Sciences".  Cenu za ni převzal její školitel prof. Petr Kočí (na fotografii uprostřed, foto: © Ondřej Besperát).

Cenu Make Our Planet Great Again za environmentální a klimatický výzkum pořádá Velvyslanectví Francie v ČR společně s BNP Paribas. Tato cena má za cíl odměnit výzkumnou práci českých studentů v oblasti změny klimatu, životního prostředí a udržitelného rozvoje. Vítězové obdrží finanční pomoc a první dva také možnost absolvovat stáž ve Francii ve výzkumné laboratoři. Cena byla udělena během recepce na Francouzském velvyslanectví v Praze, Buquoyský palác, které předsedají profesor Jean-Marie Lehn, laureát Nobelovy ceny za chemii, a pan velvyslanec. Make our Planet Great Again je iniciativa prezidenta Francouzské republiky Emmanuela Macrona, která byla zahájena 1. června 2017 po rozhodnutí Spojených států odstoupit od Pařížské dohody o klimatu. Je to výzva pro výzkumné pracovníky a učitele, podnikatele, sdružení a nevládní organizace, studenty a veškerou občanskou společnost, aby se mobilizovali a připojili k Francii v boji proti globálnímu oteplování.

Foto Marie Plaché z promocí v Betlémské kapli.

Abstrakt práce

Ačkoliv se Evropská unie posouvá k elektrickému pohonu vozidel, spalovací motory zůstanou v této a následujících dekádách důležitými zdroji mechanické energie, a to zvláště pro těžká nákladní vozidla. Proto bude důkladné ošetření jejich spalin důležitou a nezbytnou součástí řešení problematiky ekologického dopadu provozu vozidla. Má práce se věnuje vývoji matematických modelů popisujících v měřítku pórů procesy probíhající uvnitř stěn katalytických filtrů pevných částic pro čištění výfukových plynů. Modely jsou založeny na snímcích z rentgenové tomografie, 3D rekonstrukci porézních struktur stěn a rozložení katalytického materiálu. Mezi zkoumané procesy patří proudění, difúze a reakce plynu, pohyb pevných částic, jejich filtrace a růst nánosů zachycených částic. Modely, které jsem vyvinula, tvoří modulární sadu simulačních nástrojů ve výpočetním prostředí OpenFOAM. Uvedené nástroje jsem použila pro simulace několika filtrů pevných částic s a bez katalytického materiálu, přičemž jsem studovala vliv mikrostruktury na účinnost filtru. Výsledky simulací umožnily předpovědět klíčové funkční parametry vzorků filtrů, včetně permeability stěn, konverze plynných složek a filtrační účinnosti jak v čistém stavu, tak během akumulace sazí. Model filtrace a akumulace částic se podařilo ověřit pomocí časově rozlišené rentgenové tomografie. Modely a výsledky simulací byly uveřejněny v šesti článcích v impaktovaných časopisech a představeny na mezinárodních konferencích ve formě šesti přednášek a pěti plakátových sdělení. Provedené simulace poskytují cenné informace o procesech probíhajících v porézních stěnách katalytického filtru. Vyvinuté modely fungují jako výkonný nástroj pro virtuální testování nových prototypů filtrů a získané výsledky poskytly cennou zpětnou vazbu pro ladění mikrostruktury katalytického filtru směrem k optimálnímu výkonu v průmyslovém měřítku. Takto vylepšené katalytické filtry mohou výrazně snížit množství produkovaného znečištění po celou dobu životnosti vozidel.