Cílem bakalářské práce bylo seznámit se se základními typy materiálů pro uchovávání vodíku se zaměřením na jejich simulace pomocí ab initio metod a následně provést praktickou ukázku vlastní simulace pro zadaný materiál. Konkrétně byla práce zaměřena na vysokoentropickou slitinu TiZrNbHfTa, která patří mezi perspektivní kandidáty pro materiálové ukládání vodíku. V praktické části byly pomocí programu VASP provedeny výpočty založené na teorii funkcionálu hustoty (DFT), jejichž cílem bylo určit energetickou výhodnost uložení vodíku do vybraných intersticiálních pozic v objemovém materiálu a na hranici zrn.

Po úvodu do problematiky skladování vodíku následuje teoretická část, která přehledně popisuje fyzikální a materiálové způsoby ukládání vodíku. Větší pozornost je věnována chemisorpci, kovovým hydridům a vysokoentropickým slitinám (HEA). Samostatná kapitola se zabývá slitinami HEA studovanými pro skladování vodíku a následně konkrétně slitinou TiZrNbHfTa. Další část práce shrnuje základy ab initio metod, teorii funkcionálu hustoty, relaxaci strukturních parametrů a program VASP. Výpočetní část práce je rozdělena do tří hlavních kroků: optimalizace vstupního nastavení, výpočty pro model objemového materiálu a výpočty pro model s hranicí zrn. Výsledky jsou následně diskutovány z hlediska tvorného tepla vodíku a vlivu lokálního chemického okolí na stabilitu jednotlivých intersticiálních pozic.

Hlavním výsledkem práce je provedení ab initio výpočtů pro poměrně komplikovaný model vysokoentropické slitiny TiZrNbHfTa s intersticiálně uloženým vodíkem. Student nejprve úspěšně ověřil nastavení výpočtů na kontrolní superbuňce tantalu, kde získaná hodnota tvorného tepla velmi dobře odpovídala referenční publikaci. Následně provedl výpočty pro objemový materiál a pro model hranice zrn. U objemového materiálu byly zjištěny hodnoty tvorného tepla v rozmezí přibližně od -0,63 eV do -0,29 eV v závislosti na konkrétní pozici vodíku. U modelu hranice zrn student ukázal, že lokální geometrie a chemické okolí mohou významně ovlivnit energetickou výhodnost uložení vodíku. Výrazně stabilnější pozice pro atomy vodíku pak byly nalezeny na hranicích zrn. 

Za velmi pozitivní považuji skutečnost, že student se nespokojil pouze s mechanickým provedením výpočtů, ale snažil se výsledky kriticky porovnat s dostupnou literaturou. V práci je diskutován výrazný rozdíl mezi vypočtenými hodnotami pro slitinu TiZrNbHfTa a hodnotami uváděnými v referenční publikaci. Tento rozdíl je poměrně značný, avšak vzhledem k tomu, že kontrolní výpočet pro tantal reprodukoval literární hodnotu s velmi malou odchylkou, nepovažuji za pravděpodobné, že by hlavní příčinou byla chyba ve studentově výpočetním postupu. Pravděpodobnější vysvětlení je neúplná specifikace výpočetního nastavení v původním článku, rozdílné pseudopotenciály, případně chyba či nejednoznačnost v samotných datech publikovaných v referenční práci. Student tuto skutečnost v práci správně identifikoval a přiměřeně diskutoval.
Celkově práce působí velmi dobrým a uceleným dojmem. Teoretická část je rozsáhlá, přehledná a pokrývá nejen samotné ab initio metody, ale také širší kontext skladování vodíku. Výpočetní část je zpracována systematicky a ukazuje, že student zvládl přípravu vstupních souborů pro VASP, optimalizaci výpočetních parametrů, relaxaci struktur, práci se superbuňkami i následné vyhodnocení energetických veličin. Pozitivně hodnotím také to, že práce zahrnuje jak jednodušší objemový model, tak podstatně náročnější model hranice zrn, který je z hlediska lokální struktury a interpretace výsledků výrazně komplikovanější.

Po formální stránce práce obsahuje jen málo nedostatků, zejména stylistické a gramatické chyby, občas méně přesné formulace a místy poněkud popisný charakter textu. Některé pasáže výsledkové části by mohly být diskutovány hlouběji, zejména z hlediska fyzikální interpretace vlivu lokálního chemického okolí a geometrie intersticiálních pozic. Tyto nedostatky však zásadním způsobem nesnižují odbornou úroveň práce. Naopak je třeba ocenit, že student pracoval s poměrně obtížným tématem, které vyžaduje kombinaci znalostí z materiálového inženýrství, atomistických simulací, kvantově-mechanických výpočtů a krystalografie.

Během řešení práce si student osvojil potřebné znalosti z oblasti ab initio modelování materiálů, práce s programem VASP a problematiky ukládání vodíku ve vysokoentropických slitinách. Prokázal schopnost samostatně provádět výpočetně náročné simulace, zpracovat získaná data a kriticky je porovnat s literaturou. K řešení práce přistupoval aktivně a samostatně a dokázal se vypořádat i s nečekanými rozdíly mezi vlastními výsledky a publikovanými daty.

Závěrem konstatuji, že vypracovaná bakalářská práce splnila všechny vytčené cíle. Práce výrazně převyšuje běžné požadavky kladené na bakalářskou práci, a to jak rozsahem řešené problematiky, tak odbornou náročností provedených výpočtů. Z těchto důvodů doporučuji práci přijmout k obhajobě a hodnotit ji známkou „A“ – výborně.

Předložená práce se zabývá teoretickým modelováním materiálu potenciálně použitelného pro skladování vodíku. Autor se nejprve věnuje obecné problematice skladování vodíku a vcelku přehledně popisuje fyzikální a chemickou podstatu jednotlivých způsobů skladování včetně jejich hlavních výhod, nevýhod a případných limitů. V druhé části autor popisuje samotné výpočty a jejich specifika jak v obecném smyslu, tak posléze i při konkrétním použití pro jím zkoumanou problematiku (konkrétně chování vodíkových atomů ve vysokoentropické slitině TiZrNbHfTa). Dostupná literatura se dané problematice věnuje spíše výjimečně a v případě chování hranice modelovaného materiálu je předložená práce dokonce unikátní. Přestože se výsledky dosažené v této práci liší od referenční literatury, autor vcelku uspokojivé vysvětluje možné důvody, a i když namodelované hodnoty přesně neodpovídají, je z výsledků patrný jistý trend v chování vodíku v modelovaném materiálu. Práce je přehledná, logicky dobře uspořádaná a obsahuje pouze menší nedostatky, jako jsou překlepy, typografické chyby nebo nestandardní překlady (např. tvorné teplo namísto slučovací entalpie). Práce splňuje zadané cíle a rozsah a proto ji doporučuji k obhajobě s celkovým hodnocením A. Topics for thesis defence:

1. Rozveďte problematiku obtížného skladování vodíku v tlakových lahvích.
2. V kapitole 2.1. zmiňujete, že z FCC nebo BCC HEA slitin se pro skladování vodíku jeví atraktivní hlavně BCC slitiny z důvodu dostatku volného prostoru pro uložení vodíku. Je tento prostor v FCC mřížce menší?
3. Proč byla pro model s hranicí zrn použita síť 5 x 3 x 7 a ne 5 x 5 x 5 jako pro objemovou superbuňku?
4. Vysvětlete označení Σ5 pro vámi modelovanou hranici a uveďte příklady některých speciálních hranic za použití této notace.