Student Michal Simon se ve své diplomové práci zabývá návrhem laboratorních úloh se zaměřením na vodíkové úložiště energie, a to se zohledněním stávajícího vybavení a možností Ústavu elektrotechnologie. Využití vodíku jako nosiče energie s téměř univerzálním uplatněním je v současné technické společnosti vysoce aktuální téma s velkým potenciálem v blízké budoucnosti. Proto je nutné studenty seznamovat s komplexní problematikou výroby, skladování a zpětného využití vodíku. Laboratorní úlohy jsou plánovány pro nově vznikající předmět Vodíkové hospodářství. Diplomová práce vhodně sdružuje teoretické poznatky i praktické zkušenosti získané při vytváření laboratorních úloh, vlastním měření a následném vyhodnocování experimentálních dat. Součástí práce jsou vzorové laboratorní úlohy i pokyny pro vyučující.

Student zpracoval diplomovou práci v rozsahu 103 stran včetně seznamu použité literatury a rozčlenil ji do pěti částí. V teoretické části se věnuje detailnímu popisu problematiky zdrojů a výroby vodíku, stejně jako zpětné konverzi energie chemických vazeb vodíkových molekul na elektrickou energii. Součástí této části je i širší náhled na integraci vodíku do dnešního energetického prostředí, včetně přepravy na krátké i dlouhé vzdálenosti pomocí produktovodů.
Praktická část práce popisuje možnosti využití systému palivových článků GUNT ET 292 pro návrhy laboratorních úloh. Student navrhl, sestavil a realizoval tři laboratorní úlohy se systémem palivových článků, přičemž ověřil funkčnost, správnost i opakovatelnost naměřených a vypočítaných výsledků. Výsledkem diplomové práce jsou tři kompletně vytvořené laboratorní úlohy, návody na měření, vzorové zpracování hodnot do laboratorních protokolů i pokyny pro vyučující. Student postupoval zcela samostatně, aktivně navrhoval a realizoval vhodná řešení ke zdárnému splnění vytyčeného cíle. Při vyhodnocování naměřených dat postupoval svědomitě a systematicky.

Požadavky zadání student splnil v plném rozsahu. Práce je sepsána pečlivě a přehledně, její vnější úprava a grafické zpracování jsou na dobré úrovni. Odborná úroveň odpovídá znalostem získaným v daném studijním oboru.

Předložená práce a její zpracování splňují všechny požadavky kladené na diplomovou práci. Proto doporučuji práci k obhajobě. Points proposed by supervisor: 96

Diplomová práce se zabývá problematikou vodíku jako nosiče energie se zaměřením na jeho výrobu, skladování, distribuci a využití v systémech s PEM palivovými články. Praktickým výstupem práce je návrh laboratorních úloh pro výukový systém GUNT ET 292, určený pro výuku studentů v oblasti vodíkových technologií.

Teoretická část práce poskytuje přehled současného stavu vodíkového hospodářství, metod výroby vodíku, způsobů jeho skladování a distribuce a dále se podrobněji věnuje principům a konstrukci PEM palivových článků. Text je logicky členěn a jednotlivé kapitoly na sebe navazují. Student prokázal schopnost orientace v odborné literatuře a internetových zdrojích a zpracoval souhrn základních poznatků potřebných pro pochopení navazující praktické části. Z pohledu odborné hloubky však zůstává rešeršní teoretická část převážně na úrovni přehledové než skutečně analytické. Jednotlivé techniky a technologie jsou popsány korektně, avšak často převládá deskriptivní charakter nad kritickou analýzou. Větší prostor mohl být věnován hlubšímu porovnání jednotlivých metod ukládání energie, jejich technickým omezením, ekonomickým aspektům a vhodnosti pro různé aplikace. Přestože je práce tematicky zaměřena na vodíkové úložiště energie, značná část textu se postupně soustředí na technologii PEM palivových článků, tedy využití vodíku, zatímco samotným metodám ukládání energie není věnována srovnatelná pozornost.

Za hlavní přínos práce považuji praktickou část. Pan Simon navrhl tři laboratorní úlohy využívající reálný výukový systém GUNT ET 292, který je k dispozici na zdejší fakultě. Jednotlivé laboratorní úlohy nejsou koncipovány pouze jako jednoduchá demonstrační měření, ale vedou studenty k interpretaci naměřených dat a k pochopení fyzikálních souvislostí provozu palivových článků.
První laboratorní úloha je zaměřena na analýzu účinností palivového článku a vhodně rozšiřuje běžné měření voltampérové charakteristiky o interpretaci jednotlivých složek účinnosti. Pozitivně hodnotím zejména snahu ukázat studentům rozdíly mezi teoretickými a experimentálními výsledky vznikajícími vlivem reálného provozu systému.

Druhá laboratorní úloha se věnuje energetické bilanci a kogeneračnímu provozu, tedy jak generace elektrické energie, tak aspektu a případnému využití současně vznikajícího tepla. Pan Simon zde vhodně propojuje elektrické a tepelné složky provozu zařízení a vede studenty k pochopení rozdělení energie mezi jednotlivé výstupní a ztrátové složky.

Třetí laboratorní úloha rozšiřuje výuku o termografickou diagnostiku. Zařazení termografie považuji za vhodné, neboť studentům umožňuje seznámit se s metodou, která nachází praktické uplatnění v technické diagnostice a průmyslové praxi. Tato úloha vznikla z vlastní úvahy a inicitativy studenta, když si při jiné své práci uvědomil, že ústav má k dospozici termální kameru a rozhodl se ji prakticky použít.

Podstatnou praktickou částí této diplomové práce bylo vytvoření zadání laboratorních úloh a vzorových porotkolů tak, aby bylo možné vyyužít tento materiál přímo při výuce. Určitou slabinou praktické části je omezená diskuse didaktických aspektů navržených úloh. Chybí například podrobnější zdůvodnění výběru jednotlivých experimentů, analýza jejich náročnosti pro studenty nebo porovnání s obdobnými laboratorními cvičeními realizovanými na jiných školách. Větší pozornost mohla být věnována rovněž otázkám opakovatelnosti měření, nejistotám měření a možným omezením navržené metodiky. Uvědomuji si ovšem, že didaktická část je implicitní v názvu práce, ale není specifikována v zadání.
Práce splňuje zadání v plném rozsahu. Výsledkem jsou konkrétní a prakticky využitelné laboratorní úlohy, které mohou být bez větších úprav implementovány do výuky. Student prokázal schopnost samostatně pracovat s odbornou literaturou a internetovými zdroji i aplikovat získané poznatky při návrhu výukových experimentů.

Tato diplomová práce splňuje požadavky kladené na diplomové práce na Fakultě elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně. Student splnil zadání práce a vytvořil prakticky využitelné laboratorní materiály pro výuku problematiky vodíkových technologií. Práci doporučuji k obhajobě.
Navrhovaná klasifikace: B, 82 bodů Topics for thesis defence:

1. 1. Jaké hlavní výhody a nevýhody mají navržené laboratorní úlohy ve srovnání s obdobnými úlohami využívanými pro výuku palivových článků na jiných univerzitách?
2. 2. Pokud by bylo cílem rozšířit výuku o problematiku samotného ukládání vodíku, jakou další laboratorní úlohu byste navrhl a jaké experimentální vybavení by bylo pro její realizaci potřebné?
3. 3. Který ze tří navržených experimentů považujete z didaktického hlediska za nejpřínosnější a proč?

Points proposed by reviewer: 82