Publications Repository - Gdańsk University of Technology

Page settings

polski
Publications Repository
Gdańsk University of Technology

Publications from the year 2024

Show all
  • Polymeric porous membranes as solid support and protective material in microextraction processes: A review
    • Lutfi Yahya
    • Marek Tobiszewski
    • Paweł Kubica
    • Stanislawa Koronkiewicz
    • Christina Vakh
    2024 TRAC-TRENDS IN ANALYTICAL CHEMISTRY

    Polymeric porous membranes have proven to be a versatile and efficient material for microextraction processes. In analytical practice, they are used both as a solid support and as a protective medium for improved sample preparation in various analytical applications. Polymeric porous membranes offer unique advantages in microextraction due to their large surface area and controllable pore size, eliminating interfering effects from complex sample matrices and improving the selectivity of the analysis. This review summarizes key aspects of the application of polymeric porous membranes in liquid- and solid-phase microextraction, addresses challenges and advances of their implementation in the chemical analysis of food, biological and environmental samples. The novel view into the polymeric porous membranes include greenness assessment of the methods used for their synthesis as well as solvents applied during the technological process.


  • Polysaccharide nanocomposites in wastewater treatment: A review
    • Hussein Al-Hazmi
    • Justyna Łuczak
    • Sajjad Habibzadeh
    • Mohamed S. Hasanin
    • Ali Mohammadi
    • Amin Esmaeili
    • Seokjhin Kim
    • Mohsen Khodadadi Yazdi
    • Navid Rabiee
    • Michael Badawi
    • Mohammad Saeb
    2024 Full text CHEMOSPHERE

    In modern times, wastewater treatment is vital due to increased water contamination arising from pollutants such as nutrients, pathogens, heavy metals, and pharmaceutical residues. Polysaccharides (PSAs) are natural, renewable, and non-toxic biopolymers used in wastewater treatment in the field of gas separation, liquid filtration, adsorption processes, pervaporation, and proton exchange membranes. Since addition of nanoparticles to PSAs improves their sustainability and strength, nanocomposite PSAs has gained significant attention for wastewater treatment in the past decade. This review presents a comprehensive analysis of PSA-based nanocomposites used for efficient wastewater treatment, focusing on adsorption, photocatalysis, and membrane-based methods. It also discusses potential future applications, challenges, and opportunities in adsorption, filtration, and photocatalysis. Recently, PSAs have shown promise as adsorbents in biological-based systems, effectively removing heavy metals that could hinder microbial activity. Cellulose-mediated adsorbents have successfully removed various pollutants from wastewater, including heavy metals, dyes, oil, organic solvents, pesticides, and pharmaceutical residues. Thus, PSA nanocomposites would support biological processes in wastewater treatment plants. A major concern is the discharge of antibiotic wastes from pharmaceutical industries, posing significant environmental and health risks. PSA-mediated bio-adsorbents, like clay polymeric nanocomposite hydrogel beads, efficiently remove antibiotics from wastewater, ensuring water quality and ecosystem balance. The successful use of PSA-mediated bio-adsorbents in wastewater treatment depends on ongoing research to optimize their application and evaluate their potential environmental impacts. Implementing these eco-friendly adsorbents on a large scale holds great promise in significantly reducing water pollution, safeguarding ecosystems, and protecting human health.


  • Polyurethane Glycerolysate as a Modifier of the Properties of Natural Rubber Mixtures and Vulcanizates
    • Marcin Włoch
    • Maksymilian Toruńczak
    • Janusz Datta
    2024 Full text Materials

    Chemical recycling of polyurethanes can be realized in several different ways, but the most important methods are glycolysis and glycerolysis. Both methods permit recovery of polyols (when the process is realized with the mass excess of depolymerizing agent) or substitutes of polyols, which contain urethane moieties in the main chains and terminate mainly in hydroxyl groups (when the process is realized with the mass excess of depolymerized polyurethane). Oligomeric products with urethane groups in the chemical structure can also be used as modifiers of rubber mixtures and vulcanizates. The main aim of the presented work is to study the effect of polyurethane glycerolysate on the performance of natural rubber mixtures and vulcanizates. The influence of the modifier on the vulcanization kinetics and swelling of rubber mixtures, and the thermo-mechanical and mechanical properties of rubber vulcanizates, was studied. The prepared materials were also subjected to accelerated thermal aging in air. It was found that polyurethane glycerolysate affects the vulcanization process of rubber mixtures (for example, promotes the activation of vulcanization) and acts as an antidegradant under thermoxidative conditions (higher stability of mechanical properties was observed in comparison to a reference sample without modifier). The obtained results show that chemical recycling products can be valuable modifiers of natural rubber mixtures and vulcanizates, which extends the possible applications of polyurethane chemical recycling products.


  • Polyurethane Nanocomposites with Open-Cell Structure Modified with Aluminosilicate Nano-Filler
    • Joanna Paciorek-Sadowska
    • Marcin Borowicz
    • Janusz Datta
    • Łukasz Piszczyk
    • Paulina Kosmela
    • Iwona Zarzyka
    2024 Materials

    Nanocomposite flexible polyurethane foams (nFPUfs) were obtained by modifying the polyurethane formulation by adding a halloysite nano-filler in the amount of one to five parts by weight per hundred parts of used polyol (php). Flexible polyurethane (PU) foams with an open-cell structure and with a beneficial SAG factor were obtained. Premixes with nano-filler had a lower reactivity than the reference PU system. This favored the production of smaller cells, but with a more rounded shape in comparison with the REF foam without the nano-filler. During the study, the morphology and physical and mechanical properties were characterized, including apparent density, compressive stress, rebound flexibility, SAG factor, closed-cell content, and thermal stability, and compared with the properties of the unmodified reference foam. Scanning electron microscopy (SEM) showed that the cell structures of all prepared foams were open, and the cell size decreased with increasing nano-filler content. Apparent densities, SAG factors and rebound flexibilities of the foams increased with the increase of nano-filler content, while the resistance to permanent deformation showed the opposite trend. The proper selection of raw materials and optimally developed polyurethane formulations allow for obtaining environmentally friendly foams with favorable functional properties, taking into account price and the needs of sustainable development in the synthesis of flexible foams dedicated to the upholstery industry.


  • Polyurethane-based aerogels: Preparation, properties, and applications
    • Marcin Włoch
    2024

    Polyurethane aerogels (PUAs) are interesting materials because of their high porosity, low density, and low thermal conductivity, which result in their application as thermal insulations. PUAs are mainly synthesized using di- and polyisocyanates, diols or polyols, catalysts (tertiary amines and organometallic), and solvents (which are used as reaction medium, purifying of obtained semiproducts). Preparation procedure involves several steps, which permit to perform the transformation: sol → wet gel → aerogel. The final step of aerogels formation is mostly realized by drying using supercritical carbon dioxide. Obtained aerogels are characterized in the terms of their chemical structure, microstructure, physical and mechanical properties. The main aim of presented work was to review preparation, properties and applications of polyurethane-based aerogels.


  • POMERANIAN LANDSCAPES OF MODERNIST ZASPA. CONCEPTS OF REVITALISATION OF THE HOUSING ESTATE
    • Agnieszka Kurkowska
    2024 Full text Journal of Geography, Politics and Society

    Zaspa is a neighbourhood in Gdansk with a long locational history and numerous build-ups. It is situated in a complex landscape between the coastal strip and moraine hills. The housing estates built here in the 1970s followed the postulates of modernist urbanism, ignoring the topographical and natural specifics and the regional heritage. The result was an ergonomic but anonymous space with many current strengths and still apparent deficiencies. As part of the student projects, the topic of revitalising a housing estate was undertaken, especially as it is a global problem. Thus, the working methods can be evaluated and the advantages of these methods adaptable to further case studies can be presented. The article reports on two cycles of a course conducted at the Faculty of Architecture, Gdansk University of Technology. The objectives of the work, the methods and the results are presented with reference to the scale of the global planetary crisis.


  • Pomiar parametrów czasowych wybranych mikrosystemów operacyjnych czasu rzeczywistego
    • Grzegorz Lentka
    • Dariusz Palmowski
    • Maciej Brzeski
    2024 Przegląd Elektrotechniczny

    W artykule przedstawiono porównanie czterech mikrosystemów operacyjnych czasu rzeczywistego: FreeRTOS, μC/OSIII, Nuttx i Zephyr Project pod kątem wybranych parametrów czasowych dla czterech platform uruchomieniowych opartych na mikrokontrolerach STMicroelectronics: NUCLEOL073RZ, NUCLEOF103RB, NUCLEOF411CE i NUCLEOH743ZI. Opracowana metoda pomiaru i zaproponowane scenariusze testowe umożliwiają ocenę parametrów czasowych mikrosystemów operacyjnych czasu rzeczywistego


  • Pomiar satysfakcji interesariuszy w doskonaleniu systemów zarządzania jakością uczelni technicznych w Polsce
    • Jan Szefler
    2024

    Niniejsza praca przyczynia się do rozwoju nauk o zarządzaniu i jakości dzięki syntezie teorii zarządzania jakością oraz teorii interesariuszy. Przedmiotem pracy jest zarządzanie jakością, a podmiotem badań polskie publiczne uczelnie techniczne. Kontekst specyfiki organizacji, jakimi są uniwersytety, pozwolił na opracowanie i zaproponowanie narzędzi, których stosowanie będzie praktycznym przejawem interesariuszocentryzmu w zarządzaniu organizacją. Uczelnie poprzez złożoność relacji pomiędzy wieloma grupami osób z nimi związanych, o często rozbieżnych interesach, są szczególnie trudnym środowiskiem do wdrażania nowoczesnych, dojrzałych systemów zarządzania jakością, co potwierdzają wyniki przeprowadzonych badań literatury. Ponieważ u podstaw współczesnych koncepcji zarządzania jakością znajduje się idea klientocentryzmu, to, gdy nie można jednoznacznie określić klienta, podstawowe cele działań projakościowych stają się mało klarowne. Współcześnie w odniesieniu do uczelni powszechnie zastępuje się pojęcie klienta pojęciem interesariuszy. Autor proponuje więc, by u podstaw wszelkich działań doskonalących stała analiza interesariuszy oraz wyniki pomiaru satysfakcji interesariuszy.


  • Pomiarowa weryfikacja efektywności pracy asynchronicznej metody jednoczesnej estymacji położenia i orientacji obiektu
    • Jarosław Sadowski
    • Olga Błaszkiewicz
    • Krzysztof Cwalina
    • Alicja Olejniczak
    • Piotr Rajchowski
    • Jacek Stefański
    2024 Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne

    W referacie opisano wyniki pomiarowej weryfikacji efektywności pracy asynchronicznej metody lokalizowania obiektu na płaszczyźnie za pomocą sygnałów lokalizacyjnych wysyłanych jednocześnie z dwóch nadajników umieszczonych na tym obiekcie w znanej odległości od siebie.


  • Poprawa jakości klasyfikacji głębokich sieci neuronowych poprzez optymalizację ich struktury i dwuetapowy proces uczenia
    • Arkadiusz Kwasigroch
    2024 Full text

    W pracy doktorskiej podjęto problem realizacji algorytmów głębokiego uczenia w warunkach deficytu danych uczących. Głównym celem było opracowanie podejścia optymalizującego strukturę sieci neuronowej oraz zastosowanie uczeniu dwuetapowym, w celu uzyskania mniejszych struktur, zachowując przy tym dokładności. Proponowane rozwiązania poddano testom na zadaniu klasyfikacji znamion skórnych na znamiona złośliwe i łagodne. W pierwszym etapie badań dokonano analizy wpływu elementów architektury oraz metod uczenia na wyniki. Następnie, w oparciu o uzyskane wyniki, zaproponowano system automatycznego doboru struktury sieci neuronowej oparty o algorytmy ewolucyjne i modyfikacje sieci zachowujące funkcję. Zastosowanie algorytmu umożliwiło redukcję liczby parametrów o 98%, w porównaniu do popularnych sieci VGG. Kolejnym etapem badań była analiza metodami wstępnego uczenia. Przeprowadzono analizę zastosowania wstępnego uczenia w sposób samonadzorowany oraz w sposób nadzorowany. W badaniach wykazano, że połączenie tych metod przynosi lepsze wyniki niż zastosowanie tylko wstępnego uczenia w sposób nadzorowany. Ostatnim etapem badań była integracja metod doboru struktury z metodami wstępnego uczenia. Przeprowadzone badania potwierdziły, że odpowiedni dobór struktury i metody uczenia mają istotny wpływ na dokładność i efektywność modeli.


  • Porównanie działania transformatora symetryzującego (zygzak) z aktywnym energoelektronicznym symetryzatorem prądów fazowych linii niskiego napięcia
    • Marek Adamowicz
    • Zbigniew Krzemiński
    2024 Full text Przegląd Elektrotechniczny

    Na potrzeby planowania sieci niskiego napięcia operatorzy systemów dystrybucyjnych (OSD) zakładają symetryczne warunki obciążenia linii. Z roku na rok, rośnie liczba rozproszonych systemów fotowoltaicznych (PV) zainstalowanych w sieciach niskiego napięcia, których większość to małe jednofazowe systemy dachowe. Dodatkowo, do niesymetrii obciążenia przyczyniają się instalowane masowo pompy ciepła i ładowane jednofazowo samochody elektryczne. Ze wzrostem liczby odbiorów jednofazowych i jednofazowej generacji rozproszonej rosną problemy OSD z zapewnieniem jakości napięcia. Symetryzacja obciążeń jest możliwa z wykorzystaniem dedykowanych urządzeń: transformatorów symetryzujących (zygzak) oraz aktywnych urządzeń energoelektronicznych. W artykule porównano działanie transformatora o uzwojeniach połączonych w zygzak oraz aktywnego symetryzatora energoelektronicznego dla różnych przypadków asymetrii obciążenia w linii nN.


  • Potencjał wdrożenia rozwiązania DSM dla gospodarstw domowych w Polsce
    • Wiktoria Stahl
    2024 Full text Przegląd Elektrotechniczny

    Poniższy artykuł prezentuje potencjał realizacji rozwiązania DSM dla odbiorców końcowych jakimi są gospodarstwa domowe. W ramach analizy przeprowadzono proces ankietyzacji oraz przygotowano model ekonometryczny, uwzględniający czynniki wpływające na ilość zaoszczędzonej energii przez gospodarstwa domowe w ramach realizacji rozwiązania DSM. Przeprowadzono także symulację Monte Carlo w celu zaprognozowania potencjalnych efektów realizacji DSM w analizowanym przypadku.


  • Potential of Explainable Artificial Intelligence in Advancing Renewable Energy: Challenges and Prospects
    • Van Nhanh Nguyen Nhanh Van
    • Wiesław Tarełko
    • Sharma Prabhakar
    • Ahmed Shabana El-Shafay
    • Wei-Hsin Chen
    • Phuoc Quy Phong Nguyen
    • Nguyen Xuan Phuong
    • Tuan Anh Nguyen
    2024 ENERGY & FUELS

    Modern machine learning (ML) techniques are making inroads in every aspect of renewable energy for optimizationand model prediction. The effective utilization of ML techniques for the development and scaling up of renewable energy systemsneeds a high degree of accountability. However, most of the ML approaches currently in use are termed black box since their work isdifficult to comprehend. Explainable artificial intelligence (XAI) is an attractive option to solve the issue of poor interoperability inblack-box methods. This review investigates the relationship between renewable energy (RE) and XAI. It emphasizes the potentialadvantages of XAI in improving the performance and efficacy of RE systems. It is realized that although the integration of XAI withRE has enormous potential to alter how energy is produced and consumed, possible hazards and barriers remain to be overcome,particularly concerning transparency, accountability, and fairness. Thus, extensive research is required to address the societal andethical implications of using XAI in RE and to create standardized data sets and evaluation metrics. In summary, this paper shows thepotential, perspectives, opportunities, and challenges of XAI application to RE system management and operation aiming to targetthe efficient energy-use goals for a more sustainable and trustworthy future.


  • Potyczki algorytmiczne, czyli Alicja i Bogdan w nowych sytuacjach
    • Marek Kubale
    • Joanna Raczek
    2024 Full text Pismo PG

    W kolejnym odcinku serii z Alicją i Bogdanem najpierw ilustrujemy problem dominowania w grafach (kratowych): klasyczny i rzymski. Następnie ilustrujemy znany fakt, że zachłanność nie zawsze się opłaca. Pokażemy mianowicie, że algorytmy zachłanne nie gwarantują uzyskania rozwiązania optymalnego, nawet wówczas gdy problem da się rozwiązać w czasie wielomianowym.


  • Potyczki algorytmiczne, czyli Alicja i Bogdan w nowych sytuacjach. 6. Alicja i Bogdan na działce
    • Marek Kubale
    • Joanna Raczek
    2024 Pismo PG

    Esej ilustruje dwa problemy optymalizacyjne. Pierwszy to dominowanie w grafach (kratowych): klasyczne i rzymskie. Drugi problem to pokrycie wierzchołkowe w grafach 2-dzielnych. W szczególności pokazujemy, że algorytmy zachłanne nie gwarantują uzyskania rozwiązania optymalnego, nawet wówczas gdy problem da się rozwiązać w czasie wielomianowym.


  • Potyczki algorytmiczne, czyli Alicja i Bogdan w nowych sytuacjach. 7. Alicja i Bogdan na wczasach
    • Marek Kubale
    2024 Pismo PG

    W eseju zilustrowano dwa pojęcia. Pierwsze to algorytm online. Drugie to przeszukiwanie wykładnicze w nieznanych przestrzeniach.


  • Potyczki algorytmiczne, czyli Alicja i Bogdan w nowych sytuacjach. 8. Alicja i Bogdan zostają deweloperami
    • Marek Kubale
    2024 Pismo PG

    W eseju zilustrowano 2 problemy optymalizacyjne. Pierwszy to tzw. drzewo Steinera na płaszczyźnie. Drugi to tzw. Art Galery Problem.


  • Potyczki algorytmiczne, czyli Alicja i Bogdan w nowych sytuacjach. 9. Bogdan w więzieniu
    • Marek Kubale
    2024 Pismo PG

    Jest to ostatni esej w serii Potyczki algorytmiczne. Poświęcony jest on pewnym problemom kombinatorycznym związanym z logiką i teorią grup.


  • Power Consumption Optimization in 5G/6G mmWave Networks with User Multi-Connectivity
    • Abdulhalim Fayad
    • Tibor Cinkler
    2024

    In the fifth generation (5G) and the upcoming sixth generation (6G) millimeter wave (mmWave) networks, the recent emerging ultra-reliable low-latency (URLLC) applications such as telemedicine and self-driven vehicles require strict availability and reliability requirements. Using user multi-connectivity (i.e., connecting each user to multiple base stations (BSs) simultaneously) has emerged as an efficient solution for providing such high-availability requirements. However, this approach results in higher power consumption over the network, driven by the need to activate larger numbers of BSs. In this paper, we focus on optimizing the power consumption in 5G and beyond mmWave networks, considering four user connectivity levels: quadruple, triple, dual, and single. We propose an adaptable multi-objective integer linear program (ILP) that considers BSs switching on-off and user-multi-connectivity strategies. We compare the network power consumption, the number of switched-off BSs, and the energy efficiency of the four levels of connectivity. The numerical results show that our optimization results in power consumption reduction of 62.6%, 55%, 52.76%, and 52.05% when considering single, dual, triple, and quadruple connectivities, respectively. Moreover, quadruple, triple, and dual connectivity result in more power consumption and less energy efficiency than single connectivity, highlighting the importance of the trade-off between the level of connectivity and the network power consumption. Additionally, the Quadruple connectivity demands 1.5%, 6.8%, and 28.16% more power consumption compared to triple, dual, and single connectivity, respectively.


  • Power control system structure of doubly‐fed induction generator connected to current source converter
    • Marcin Morawiec
    • Krzysztof Blecharz
    • Roland Ryndzionek
    • Andrzej Jąderko
    • Deepak Vyas
    2024 IET Renewable Power Generation

    The power control system structures for a doubly-fed generator (DFIG) are proposed. The classical field oriented control and the feedback control with the multi-scalar variables were considered. The generator is working in the AC grid connection mode. The rotor side of the generator is connected to the current source converter (CSC); the stator is directly related to the AC grid. The static feedback linearization using the multi-scalar variables of DFIG is proposed to increase active and reactive power control accuracy. The proposed control structure allows to linearize the generator system, and decoupled between the control paths. The proposed approach can be called voltage control because one of the control variables is the voltage in the DC-link of the CSC. The simulation and experimental investigations in the 2 kW DFIG system consider the AC grid voltage dips, confirming that the proposed control system remains stable.