With the proliferation of renewable energy sources, there has been a growing interest in battery chemistries for grid scale energy storage. Aqueous sodium ion batteries are particularly interesting for large scale energy storage because of their low cost and high safety, however, they tend to show poor long term stability. NaTi2(PO4)3 shows promise as an anode for these systems with excellent long term stability when cycled quickly. When cycled slowly, NaTi2(PO4)3 shows rapid capacity fade. The reasons for this rate depend capacity fade is poorly understood and is the topic of this document. It has been found that the products of the hydrogen evolution reaction, H2(g) and OH-, are the two largest contributors to capacity fade. High electrolyte pH caused by generation of OH- promotes dissolution of NTP during extend cycling, this is exacerbated when the pH increase above 11. The single greatest cause of apparent capacity fade for this material is loss of electrochemical surface area due to hydrogen gas entrapment within the porous structure of the electrode. Capacity lost in this manner can be recovered through reinfiltration of the electrode. The detrimental effects of gas entrapment within the electrode can be partially mitigated through compositing of the electrode with activated carbon and enhancing the wettability of the pores through addition of a surfactant to the electrolyte.

MBR, Membrane BioReactor, is a relatively new wastewater treatment technique using membrane filtration to separate particles from the biologically treated water. By means of analyzing analysis results from KARV, the existing wastewater treatment plant in Kalmar, from the recent six years and assuming that PO4-P in the water from the secondary settling tank equalizes with total effluent phosphorus in an MBR, the opportunity of an MBR to reach future effluent requirements could be assessed. The future effluent requirement for phosphorus is expected to be 0.2 mg/L or 0.1 mg/L. Today the phosphorus effluent requirement in Kalmar is 0.3 mg/L total phosphorus as annual average. Results from data analysis presented in figures shows that with the same operation strategy as during the six evaluated years, the future requirements would not be reached. Phosphorus is essential for yield and performance of biomass in the biological treatment step. The starting position for the work is that the way of operation during the six recent years would have given exactly the right amount of P to the bacteria in the biological treatment step. An increased dose of chemicals for phosphorus removal could lead to P-deficiency in the biological treatment step and thus decreased efficiency. This effect could be an essential aspect in the design of a future MBR in Kalmar.

Solar energy is the most abundant efficient and important source of renewable energy. The objective of this study is to develop highly efficient visible light responsive photocatalysts for overall water splitting. This is done by using silver or copper containing materials. Phosphate compounds have caught much attention due to their rigid structure, thermal stability and resistance to chemical attacks. Solid phosphates can be prepared by direct solid-state reaction between metal cations and phosphate anions at high temperatures. Double metal phosphates of the Nasion-type structure had shown further technological importance. It has been reported that well-crystallized double metal phosphate particles have excellent ordering and cationic conduction channels in the Nasicon framework. In this study, several Nasion-type structured materials have been synthesized by solid-state method (e.g. CuTi2(PO4)3 and AgTi2(PO4)3) heated up under different temperatures (400–1100C) in N2 or air atmosphere. These materials were characterized by XRD, SEM, DR-UV-Vis spectroscopy and tested for photocatalytic applications. A new method for direct synthesis of photoelectrode on Ti Plate had been demonstrated. Further investigations on controlling the size and morphology for better performance of single and double metal phosphates will be done.

The thesis deals with the issue of simulation of treated wastewater irrigation by the HYDRUS 2D software. The first part of the thesis is designed as a literary research of academic information and knowledge. It aims at introducing the issue of treated wastewater utilization for the purpose of the irrigation with an emphasis on the Czech Republic. The following is an overview of important hydropedological characteristics of soils, the theoretical basis of numerical modeling of movement and transport of solutes in soil and the use of HYDRUS 2D software. The practical part is based on theoretical knowledge and demonstrates the creating process of mathematical model in program HYDRUS 2D, simulating the transport of input pollution in the soil profile. Wastewater used for irrigation was treated using a system of mechanical pretreatment and horizontal filters planted with macrophytes situated on a CW Drazovce. This work describes the calibration and subsequent application of calibrated models for monitored pollution parameters NH4+-N, P-PO4-3 and COD.

Les propriétés spectroscopiques du cuivre monovalent ont été étudiées dans deux familles de matériaux oxygénés.<br />Deux types de verres borate et phosphate, de composition nominales LaMgB5O10:Cu+ et LiLaP4O12:Cu+ ont été caractérisés, essentiellement par spectroscopie UV-visible et par EXAFS. Des tests d'émission laser ont été effectués sur un échantillon de verre borate.<br />Trois matériaux-modèle fortement concentrés en cuivre, dans lesquels cet élément adopte une coordinence linéaire par rapport à l'oxygène, ont fait l'objet de tentatives de modélisation visant à corréler structure et propriétés de spectroscopie optique. Il s'agit des delafossites CuLaO2 et CuYO2 ainsi que du phosphate CuTh2(PO4)3. Des calculs de structures de bandes ont été effectués pour les composés CuLaO2 et CuYO2 par les méthodes ASW et HÜCKEL ETENDUE. L'étude spectroscopique de CuTh2(PO4)3 a été étendue à la solution solide Na1-xCuxTh2(PO4)3 (0 < x < 0,25).

Durant ces dernières décennies, les composés de basse dimensionnalité à gap de spin ont été largement étudiés grâce notamment à l'aide qu'ils peuvent apporter dans la compréhension de la frontière entre le comportement purement quantique d'un spin isolé et le comportement classique d'un ensemble de spins. Parmi ces composés à gap de spin nous pouvons citer les chaînes alternées de spins 1/2, les composés présentant une transition spin-Peierls ou les systèmes comportant un nombre pair de spins avec un couplage d'échange antiferromagnétique (AF) entre eux. Parmi les méthodes d'étude expérimentale de ces systèmes, la Résonance de Spin Electronique (RSE) fait partie des plus puissantes parce qu'elle est très sensible aux interactions anisotropes dans ces composés. Malgré les multiples données RSE obtenues sur ces composés, l'interprétation du profil de variation thermique de la largeur de raie RSE et du facteur g reste quand même problématique à cause de l'absence de théories efficaces. Parmi les théories disponibles, la plus utilisée est celle de Kubo et Tomita qui prédit un rétrécissement par échange de la largeur de raie à température infinie. Plus récemment, Oshikawa et Affleck ont trouvé des formules de la variation thermique de la largeur de raie et du facteur g pour une chaîne homogène de spins 1/2. Une autre méthode pour interpréter les données RSE est de calculer numériquement les paramètres d'absorption du modèle qui décrit le mieux le composé étudié. Ce mémoire rapporte mes travaux de thèse dont le sujet est l'étude, par RSE, de la dynamique des spins dans les composés à base de dimères de spins 1/2, CsV2O5, VO(HPO4)*0.5H2O et KZn(H2O)(VO)2(PO4)2(H2PO4). En étudiant les courbes de résonance RSE en fonction de la température et de l'angle nous avons trouvé que ces composés, dont la susceptibilité magnétique peut être aussi bien décrite par celle d'un ensemble de dimères isolés de spins 1/2 que par celle d'une chaîne AF alternée de spins 1/2, présentent deux régimes de comportement de la largeur de raie en fonction de la température : A haute température les raies de résonance RSE sont rétrécies à cause de l'échange suivant les prédictions de Kubo et Tomita alors qu'à basse température les courbes de résonance RSE s'élargissent et changent de forme (apparition de deux raies de résonance dues à la structure fine). Avec une méthode numérique de calcul des paramètres d'absorption RSE nous montrons que ce profil de la largeur de raie correspond plus à celui présenté par une chaîne AF alternée de spins 1/2.