In this thesis, a Sb/C composite electrode for sodium-ion batteries isprepared by a simple high energy ball milling and calenderingmethod. The prepared Sb/C composite electrode was assembled in ahalf-cell and symmetrical cell setups in order to perform avariety of electrochemical measurements.The composite electrode showed a reversible specific capacity of595 mAh/g, at a discharge/charge current rate of 15 mA/g. Theelectrode also showed a relatively good performance (compared toprevious studies) of 95% capacity retention after more than 100cycles, at a higher discharge/charge current rate of 60 mA/g. Theelectrode furthermore showed excellent self-dischargecharacteristics, in pause tests implemented over 200 hours (overeight days), which underlined the electrode materials good shelflife properties. A series of Sb/C symmetrical cells assembledthrough-out the project, furthermore, highlighted the stability ofthe solid electrolyte interface (SEI) layer formed on the Sb/Ccomposite electrode during cycling. Scanning electron microscopy(SEM) and Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) were used tocharacterize the surface morphology and composition of the Sb/Celectrode, respectively.A non-milled and milled (12 hours) graphite electrodes were alsoprepared for reference and comparison. The milled graphite matrixelectrode provided a reversible capacity of 95 mAhg-1 and acoulombic efficiency (CE) of 99% in over 250 cycles, at a currentrate of 30 mA/g. Milled and non-milled graphite were characterizedwith SEM and Raman spectroscopy, to help have a fundamentalunderstanding of the particle size and material phase,respectively.

This master’s thesis deals with the issue of recirculating of flue-gas of pulverized coal-fired boiler. Part of the thesis are thermal calculations of mills for operational status with and without flue-gas recirculation and design of routes of recirculated flue-gas into the mills at the level of feasibility study.

Die am häufigsten für die Zerkleinerung des Zementklinkers eingesetzte Kugelmühle stellt eine relativ einfache Maschine dar, in der sehr komplizierte dynamische Wechselwirkungen herrschen. Die direkte Messung der Beanspruchungsintensitäten ist heutzutage immer noch eine schwierige Aufgabe. In der vorliegenden Arbeit sind die Spektren der Beanspruchungsgrößen sowie einige spezifische integrale Größen mit der Methode der diskreten Elemente (DEM) untersucht worden. Eine besondere Aufgabe bestand in der Ermittlung der Parameter des viskoelastischen Kontaktmodells und der den Zementklinker charakterisierenden mechanischen Größen. Die reale Abbildung der Stoßvorgänge wurde anhand vereinfachter Modelle der Messprüfstände validiert. Mit den ermittelten Parametern sind numerische Untersuchungen durchgeführt worden, mit denen ihre Auswirkung auf die Zielgrößen bestimmt wurde. In Hinsicht auf eine mögliche konstruktive Weiterentwicklung sind Simulationen mit festgelegten betrieblichen und zu variierenden konstruktiven Parametern durchgeführt worden.

Abstract Lignocellulosic biomass is the most abundant renewable raw material on the earth and it is so far the most suitable and promising resource for the production of biofuels to replace long-term use of fossil oil. This research aims to convert lignocellulose-based industrial residuals, fibre sludge (FS) from a pulp mill and pine sawdust (PSD) from a sawmill, into platform sugars by two different bifunctionalised pretreatments of lignocellulosic biomass. The bifunctionalised pretreatment combines the ordinary pretreatment (deconstruction) of lignocellulosic biomass with lignocellulosic polysaccharides saccharification. The outcome from both pretreatments can be further transformed into biofuels and chemicals. PSD and FS were converted into platform sugars by acid-catalysed mechanical depolymerisation in a planetary ball mill in the first part of this research. The efficiency of the conversion was mainly affected by the transferred energy caused by collisions, the total milling time, acid concentration and moisture content in the reaction. Approximately 30 wt% of the sugars was yielded from PSD and FS both in the short milling process with a low acid/substrate (A/S) concentration without any prior treatment. The second part of this research focuses upon the conversion of FS into platform sugars using hydroxyalkylimidazolium hydrogen sulphate ionic liquids (ILs). Around 29 wt% of the sugars was produced from FS using an IL/water mixture. The added water acted as a co-solvent and played a critical role in the utilisation of these ILs. The blended water reduced the viscosity of the ILs and enhanced the mass transfer between solvent and solute. In addition, the anions of the ILs provided their acidic property in an aqueous solution and offered an acidic environment for hydrolysis simultaneously. / Tiivistelmä Lignosellulossapohjainen biomassa on runsaimmin saatavilla oleva ja yksi lupaavimmista raaka-aineista biopolttoaineiden valmistukseen korvaamaan fossiilisia polttoaineita. Väitöskirjassa tutkitaan teollisuuden lignoselluloosapohjaisten sivutuotteiden, selluteollisuuden kuitulietteen ja sahateollisuuden sahanpurun (mäntypuru), muuntamista sokereiksi kahdella erilaisella ns. bifunktionaalisella esikäsittelyllä, joissa yhdistyvät lignoselluloosabiomassan perinteinen esikäsittely (hajotus) ja polysakkaridien sokeroituminen. Muodostuneet sokerit voidaan edelleen muuntaa biopolttoaineiksi ja -kemikaaleiksi. Tutkimuksen ensimmäisessä vaiheessa sahanpuru ja kuituliete muunnettiin sokereiksi happokatalysoidussa mekaanisessa käsittelyssä, joka tehtiin kuulamyllyssä. Reaktiossa katalyyttisen käsittelyn tehokkuuteen vaikuttivat erityisesti jauhatuksen kineettinen energia, jauhatusaika, happokonsentraatio ja reaktioseoksen kosteus. Tulosten perusteella todettiin, että ilman lähtöaineen esikäsittelyä sekä sahanpurun että kuitulietteen sokerisaanto oli noin 30 massa% lyhyen, matalassa happokonsentraatiossa tehdyn jauhatuksen jälkeen. Tutkimuksen toisessa vaiheessa kuituliete muutettiin sokereiksi käyttämällä ionista liuotinta (IL), hydroksialkyyli-imidatsoliumvetysulfaattia. Sokerisaanto kuitulietteestä oli noin 29 massa% IL-vesiseoksessa. Vesi toimi reaktiossa apuliuottimena ja sen rooli on keskeinen ionisten liuottimien käytössä. Sekoittunut vesi laski ionisen liuottimen viskositeettia sekä edisti aineensiirtoa liuottimen ja liukenevan aineen välillä. IL:n anionit lisäsivät happamuutta vesiliuoksessa ja mahdollistivat happamat olosuhteet samanaikaiselle hydrolyysille. / Abstract Biomasse aus Lignocellulose ist der am häufigsten vorkommende nachwachsende Rohstoff der Erde und wird aktuell als eine der besten Alternativen für die Produktion von Biokraftstoffen gesehen. Diese sollen langfristig die fossilen Öl-basierten Produkte ersetzen. Diese Forschungsarbeit untersucht die Herstellung von Zucker aus Lignocellulose basierten Abfällen. Faserschlamm aus der Zellstoffindustrie und Kiefern-Sägemehl aus der Holzverarbeitung wurden durch zwei unterschiedliche Bifunktionelle Vorbehandlungen aufgespalten. Diese Bifunktionelle Vorbehandlung kombiniert zwei Schritte in einem Prozess; die gewöhnliche Dekonstruktion der Biomasse und die Verzuckerung von Polysacchariden aus der Lignocellulose. Das so erzeugte Produkt dient als Ausgangsstoff für die weitere Herstellung von Biokraftstoffen und Chemikalien. Im ersten Teil dieser Forschungsarbeit wurden Kiefern-Sägemehl und Faserschlamm in einer Planeten-Kugelmühle zermahlen und gleichzeitig durch eine Säure depolymerisiert. Der Wirkungsgrad dieser säurekatalysierten mechanischen Depolymerisation wurde hauptsächlich durch die Übertragung der Reibungsenergie, der Mahldauer der Zerkleinerung, der Konzentration der Säure und der Feuchtegehalt der Proben beeinflusst. Etwa 30 wt% Zucker wurde so durch den kurzen Zermahlungsprozess aus Kiefern-Sägemehl und Faserschlamm gewonnen. Dabei wurden die Proben nicht vorbehandelt und enthielten eine geringe Säure/Probe Konzentration. Der zweite Teil der Forschungsarbeit untersucht die Umwandlung von Faserschlamm in Zucker mittels der Ionischen Flüssigkeit (ILs) Hydroxyalkyl Imidazolium Hydrogensulfat. Aus den Faserschlamm Proben konnte 29 wt% Zucker durch eine Mischung von ILs und Wasser gewonnen werden. Das zugesetzte Wasser spielte als Co-Lösemittel eine wichtige Rolle in der Nutzung der Ionischen Flüssigkeit, dessen Viskosität so reduziert wurde. Dies führte zu einem erhöhten Stoffübergang zwischen dem Lösemittel und dem Solvat. Zusätzlich sorgten die Anionen der Ionischen Flüssigkeit für ein saures Milieu in der wässrigen Lösung und ermöglichten so eine gleichzeitige Hydrolyse.