The lithium-ion battery (LIB) recycling industry is currently under development to improve the yields for critical metals. However, the organic components of LIBs must also be handled, which may result in harmful chemical emissions as by-products. Of particular concern are highly persistent and mobile per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) that could be released during LIB recycling since some of these compounds have been linked with adverse health effects. In this work, an extensive literature review was conducted to determine the presence of fluorinated materials in state-of-the-art LIBs and the recycling conditions which could lead to the release of problematic PFAS. This information was used to develop a new analytical approach to capture the broadest range of organic and inorganic fluorine species in samples taken in different stages of the recycling process. This new method is based on a sequential extraction procedure using different solvents, followed by combustion ion chromatography (CIC) to quantify the potential emission of fluorine-containing chemicals of different polarities. The results show that organofluorine compounds are formed during recycling, particularly for the cathodes, indicating that PFAS might be present. For other samples, such as the NiMnCo salt product of recycling, only low fluorine levels were detected which implies almost complete removal. Future work should further outline the emission paths of these processes. This study highlights the necessity to further investigate the emissions related to fluorinated materials during LIB recycling and indicates that post-treatments or changes in conditions might be necessary to avoid the formation and emission of PFAS.

Att minska plastavfall och uppmuntra återvinning har fått hög prioritet i många affärsverksamheter och olika typer av regleringar implementeras för att minska den negativa påverkan av plastanvändningen. Papper och kartong består i huvudsak av cellulosa som har många egenskaper som är essentiella för en hållbar ekonomi (t.ex. förnyelsebar, återvinningsbar och bionedbrytbar) och pappersprodukter kan ersätta plast i många applikationer. Återvinningsgraden för pappersförpackningar är i vissa områden redan hög men det finns fortfarande begränsningar i att använda återvunna fibrer i vissa applikationer. Återvunna fibrer kan innehålla mineraloljor som kan migrera och ansamlas i mat som lagras i förpackningarna. Utvecklingen av barriärer för papper och kartong är nödvändig för att öka graden av användningsområden för förpackningar. Laminering är en traditionell teknik som används för bestrykningar, dock kan metoden leda till lägre återvinningsgrad.  Dispersionsbarriärer är en typ av barriär där en emulsionspolymer stelnar till en icke porös film på pappersytan. Dispersionsbarriärer är enkla att separera från pappret under återvinningsprocesser och bra barriäregenskaper kan uppnås redan för låga ytvikter.  I denna masteruppsats testas tre olika pigment (kaolin, talk och kalciumkarbonat) i olika koncentrationer i styrenakrylat latex och effekten på barriäregenskaper utvärderas. Dispersionerna beströks på papper med hjälp av bänkbestrykning. Viskositeten mättes med en reometer och pigmenten tenderade att sänka viskositeten under lägre skjuvhastigheter. Mineraloljebarriäregenskaper testades genom att mäta migrationen av ett flyktigt kolväte (n-heptan) genom barriären. Oljeresistens testades med palmkärnoljemetoden och ingen oljemigration observerades efter 24 timmar. Vikt oljeresistens testades också för alla prover. Kaolin tenderade att ge sämre fettbarriär efter viktning, jämfört med talk. Detta förklarades genom att kaolin har en högre modul än talk vilket kan skapa sprickbildning i barriären under vikning. Vatten och vattenångbarriär testades med Cobb och WVTR. Testen visade bättre barriäregenskaper för tillsatt kaolin, liknande eller sämre för talk, och sämre för kalciumkarbonat. Försämringen av egenskaper förklarades genom sprickbildning orsakad i toppbestrykningen för de prover som innehöll kalciumkarbonat. Kaolin gav generellt sett mer stabila förbättringar i barriäregenskaper, vilket förklarades av de bättre dispergerade och mindre partiklarna jämfört med talk, samt den höga formfaktorn. Delaminering av barriären från pappret förekom i alla prover, utom för talk i högre koncentrationer. Svepelektronmikroskop användes för att studera ytråhet, pinholes, vätning, barriärens tjocklek och struktur, pigmentens form och orientering samt sprickbildning efter vikning.  Resultaten visade på en barriär med få eller inga pinholes. Diskformade pigment tenderade att orientera sig parallellt med papperets yta. Ingen direkt skada på barriären eller sprickbildning kunde observeras i vecken efter vikning. FTIR användes för att studera interaktioner i gränsytan mellan matris och filler. Det fanns ingen indikation för nya kemiska bindningar i något av proverna. Återvinningstest utfördes också vilka visade att barriären enkelt kan separeras från pappret och en hög grad fibrer kan utvinnas under återvinning. / Reducing plastic littering and encouraging recycling have become top priorities for many businesses, and regulatory actions are taken around the world to target the adverse effects of plastic materials. Paper and paperboards mainly consist of cellulose which has many properties that are essential for a sustainable economy (e.g., renewable, recyclable and biodegradable), and paper products can be an alternative for plastics in many applications. Although the recycling rate for paper and cardboard in some areas is already relatively high, there are still some concerns about using recirculated fibres in some applications. Recycled cardboard can contain mineral oil hydrocarbons which could migrate and accumulate in food during storage.  Developing coatings for paperboards is necessary to increase the range of usage for paper products in packaging applications. A traditional way of coating paper is by lamination, but this technique tends to lead to lower recycling rates. Dispersion coating is a type of barrier where an emulsion polymer is applied and solidified to a non-porous protective film on the paper surface.  Dispersion coatings are readily removed from the paper during recycling, and proper barrier functions can be achieved already at low coat weights.  In this thesis, three different types of pigments (kaolin, talc, and calcium carbonate) were tested in different concentrations in a styrene acrylate copolymer latex, and the effect on barrier properties was evaluated. The dispersions were coated onto papers by rod coating. Viscosity tests were done by using a rheometer. The pigments tended to decrease viscosity at low shear rates. Mineral oil barrier properties were tested by measuring the migration of a volatile hydrocarbon (n-heptane) through the barrier. Grease resistance was tested with the palm kernel oil test, and no oil migration was observed in any of the samples after 24h. The effect of folding on barrier properties depending on the pigment type and concentration was also evaluated as a part of testing grease resistance. Reduced barrier performance was seen after folding for kaolin compared to talc which was explained by the higher modulus of kaolin which may cause crack formation in the coating. Water and water vapour barrier properties were tested through the Cobb test, and by a Water Vapour Transmission Rate (WVTR) analyser. The results showed an increased barrier performance with kaolin in higher concentrations and a reduction with calcium carbonate. This behaviour was explained by crackelations in the top-coating layers for the samples containing calcium carbonate. Kaolin seemed to give a more stable improvement of barrier performance, and this was explained by a better dispersion of smaller particles with a high aspect ratio. Adhesive strength and delamination were measured by heat seal tests. Delamination of the barrier was seen in all samples except for talc in higher concentrations. Scanning Electron Microscope (SEM) was used to evaluate surface roughness, voids, wetting of particles, barrier thickness and integrity, pigment shape and orientation, and crack formation after folding.  The results showed a barrier with good integrity and few voids, and platy particles tended to orient parallel to the paper surface. No clear visual damage was observed after folding, and no crack formation could be seen at the creases. Fourier Transform Infrared Spectroscopy – Attenuated Total Reflectance (FTIR–ATR) was used to study matrix/filler interactions, and bond formation during consolidation. No indication of additional bond formation was seen in any of the samples. Recyclability tests were also performed which showed that the coatings are readily removable, and a large fibre fraction is available during the recycling of the fibres.

Microalgae can be grown on municipal wastewater media to both treat the wastewater and produce feedstock for algae biofuel production. However the reliability of treatment must be demonstrated, as well as high areal algae productivity on recycled wastewater media and efficient sedimentation harvesting. This processes was studied at pilot scale in the present research. A pilot facility was operated with nine CO2-supplemented raceway ponds, each with a 33-m2 surface area and a 0.3-m depth, continuously from March 6, 2013 through September 24, 2014. The ponds were operated as three sets of triplicates with two sets continuously fed primary-clarified municipal wastewater at either a 2-day or 3-day hydraulic residence time (HRT), and one set fed the clarified effluent of the 3-day pond set. This second pond-in-series was operated with a 3-day HRT. Areal biomass productivity is reported as gross and net, the former based only on biomass in the pond effluents and the latter subtracting the volatile suspended solids in the influent from those in the effluent. An estimate was also made of autotrophic biomass productivity, as differentiated from heterotrophic growth. Over a year, net productivity averaged 83 metric tons per hectare per year (MT/ha-yr) for the 2-day HRT ponds, 52 MT/ha-yr for the 3-day HRT ponds, and 44 MT/ha-yr for the 3-day HRT ponds receiving clarified effluent of the first set of 3-day HRT ponds (i.e., recycled water). The lower net productivity of the pond receiving water recycling was attributed to two factors. First, the relatively high influent suspended solids concentrations were subtracted from the effluent suspended solids concentrations before net productivity was calculated. Second, the recycled water contained less soluble organic matter than the primary-clarified wastewater leading to less heterotrophic biomass production. The accumulation of inhibitory allelochemicals is a possible third cause of lower productivity , but no specific information was collected on allelopathy. Algae were harvested from pond effluent by sedimentation, with harvest efficiency most affected by the extent of natural bioflocculation occurring in the ponds. Some forms of bioflocculation are thought to be mediated by bacteria, which often make-up a substantial fraction of the settled flocs. Pond samples settled in 1-L Imhoff cones averaged/L total suspended solids after 24 hours of settling; but all ponds fell short of meeting an averaged/L total suspended solids after a 2 hour interval which would be ideally achieved for wastewater effluent. No relationship was seen between settling performance and the bacterial content of flocs. Soluble carbonaceous biochemical oxygen demand (scBOD5) removal by the raceway ponds was sufficient to meet wastewater treatment requirements year around. Influent scBOD5 concentrations averaged 83 mg/L, and the effluent averaged 5.1 mg/L and 4.2 mg/L for the 2-day and 3-day HRT pond sets, respectively. The variable with the greatest influence on productivity in all pond sets, and settling performance in the recycled water pond set, was season (i.e., co-correlated variables of solar insolation and pond temperature). Neither productivity nor settling appeared to be related to prominent algae genera or prevalence of grazers. The high net productivity achieved with a growth medium of primary clarifier effluent and the generally high settleability of algal-bacterial flocs indicate a good potential for algae wastewater treatment and biofuel production. However, the settling of algae grown on recycled water needs improvement to achieve the full potential of wastewater-grown algae biofuel production.

Litiumjon-batterier har blivit väldigt populära för tillämpning i fordon. Den här teknologin har fler olika kemier att erbjuda som kontinuerligt förbättras. Litium-titanat-oxid-batterier använder (LTO) LTO som anod och erbjuder långt cyklingsliv samt minskar risk för SEI-bildning och litiumplätering.  Det här examensarbetet siktade på att undersöka om LTO-batterier kan användas som startbatterier i kommersiella fordon. Metodologin inkluderade två motorstart försök med en kommersiell 12s1p LTO-modul, laddnings/urladdningtester med en kommersiell LTO-cell med nominell spänning 2.3V samt överurladdningstester med byggda pouchceller. Materialet för pouchceller extraherades från en kommersiell LTO-cell och sedan studerades med SEM-EDX före och efter överurladdningstesterna. Resultatet visade att LTO-batterier kan användas som startbatterier i en diesel V8 motor även vid 39%SoC. Dessutom visade simuleringar att LTO-batterier kan användas inom Kinetic Energy Recovery System (KERS) tillämpning och behålla 60% SoC efter 500 laddning/urladdnings cykler. Resultaten från både KERS och motorstarterna visade att LTO är en lovande kandidat för ersättning av blybatterier. Laddnings/urladdnings tester visade att en kommersiell 12s1p LTO modul kan maximalt uppnå 73%SoC när den laddas med fordon-liknande strömmar. Däremot var SoC oberoende av laddningsström. Överurladdningstester med pouchceller visade att det är relativt ofarligt att urladda LTO 0.4V under spänningsgränsen utan stora ökningar i impedans eller stor kapacitetsförlust. Största förluster kopplades till åldring av NMC-baserade positiva elektroden. / Lithium ion batteries have become quite popular in vehicle applications in the past few decades. This technology offers multiple chemistries to choose from, that are continuously studied and improved. Lithium-titanate-oxide (LTO) batteries use LTO material as an anode, providing long cycling life, as well as essentially eliminating risk for SEI formation and lithium plating.  This Master thesis project aimed to investigate how well LTO-based lithium-ion batteries can perform in Start Ignition Lighting (SLI) application in commercial vehicles. The methodology included two engine crank tests with a commercial 12s1p LTO module, charge/discharge tests on a commercial LTO cell with nominal voltage 2.3V, as well as overdischarge cycling tests on assembled pouch cells. The materials for the pouch cells were extracted from a commercial LTO cell and later analysed with SEM-EDX before and after overdischarge tests. The results demonstrated that LTO-based Li-ion batteries can be successfully start a diesel V8 engine even at 39% SoC. Furthermore, when simulating an urban vehicle with an implemented Kinetic Energy Recovery System (KERS) application, a commercial cell LTO cell achieved and retained around 60\%SoC throughout 500 charge/discharge cycles. Combined results from KERS and engine start tests imply that LTO is a strong candidate for replacing lead-acid in these applications. Charge/discharge tests showed that commercial 12s1p LTO cell can maximum reach around 73%SoC when charged in a vehicle-like way. However, this maximum SoC limit was more or less independent of applied charging current. Furthermore, electrochemical overdischarge tests on the pouch cells demonstrated that it is relatively safe to overdischarge the cell 0.4V below the specified safety limit without significant rise in impedance or capacity fade. Major performance losses were attributed to the aging of the NMC-based positive electrode.

Norrvatten är den fjärde största dricksvattenproducenten i Sverige. De producerar och distribuerar dricksvatten till 14 kommuner norr om Stockholm. Norrvatten har under en tid studerat alternativa processer för att optimera och öka produktionskapaciteten och effektiviteten i deras dricksvattenreningsverk vid Görvälnverket.  I detta projekt har en pilotanläggning använts för att studera och optimera ett hybridprocessteg bestående av ett koagulerings- och ultrafiltreringssteg med syfte att avlägsna humusämnen från ytvatten. Effekten av pH, reaktionstid och olika matarvattenkvaliteter (Görväln, Fyrisån och sandfiltrat) analyserades genom en serie experiment utförda med pilotanläggningen. Den mest optimala placeringen av ett eventuellt ultrafiltreringssteg i reningsprocessen studerades även.   Resultaten från experimenten påvisade att pH mellan 6.1 och 6.7 inte hade någon effekt på reningen av fDOM. Mer signifikanta skillnader i rening kunde observeras mellan de olika koaguleringsdoserna, vilket indikerar att denna parameter är viktigare än pH. Reaktionstiden hade ingen märkbar effekt på anläggningens reningseffektivitet. Däremot ökade transmembrantrycket tio gånger snabbare under experimenten med den kortare reaktionstiden. Dessa resultat antyder att de bildade flocken var mindre och därmed blev mer tätt packade i ultrafiltret vilket i sin tur lett till det snabbt ökande trycket i membranet. En avskiljning av minst 50 %, men inte mer än 60 %, av det ingående fDOM kunde uppnås med alla matarvatten utom sandfiltratet, som hade en reningseffektivitet på 18 %. Vattnet från Fyrisån visade sig vara en utmaning för anläggningen att hantera, då trycket snabbt byggdes upp i membranet vilket tyder på att anläggningen inte klarar för starkt förorenade vatten. Resultaten från sandfiltratexperimenten visade att ett ultrafiltreringssteg efter sandfiltren skulle kunna vara en möjlig placering av ultrafiltren. Ytterligare studier krävs dock för att med säkerhet kunna bestämma den mest optimala placeringen.   Sammanfattningsvis visar resultaten från experimenten lovande tecken på att en ultrafiltreringsprocess är ett möjligt alternativ för att öka Norrvattens dricksvattenreningsverks effektivitet och kapacitet. / Norrvatten is the fourth largest drinking water producer in Sweden. They produce and distribute drinking water to 14 municipalities north of Stockholm. For some time, Norrvatten has studied alternative processes in order to optimise and increase the production capacity and efficiency of their drinking water treatment plant at Görvälnverket.   In this project, a small-scale pilot plant has been used to study and optimise a coagulation and ultrafiltration hybrid process step in order to remove humic substances from surface water. The effect of pH, reaction time, and different feed water qualities (Görväln, Fyrisån and Görväln full scale sand filtrate) were analysed through a series of experiments performed with the pilot plant. The most optimal placement of an eventual ultrafiltration step was also studied.  The results from the experiments suggested that pH in the range 6.1 to 6.7 had no large effect on the removal efficiency of fluorescent dissolved organic matter (fDOM). Instead, differences in removal efficiency could be observed between coagulant dosages which indicates that this parameter is of more importance than pH. At higher pH (> 7) removal was significantly lower. The reaction time had no effect on the removal efficiency of the plant. However, the transmembrane pressure increased ten times faster during the experiments with a shorter reaction time. These results suggested that the floc formed were smaller and thereby more tightly packed in the ultrafilter which in turn increased the pressure in the membrane. An fDOM removal of at least 50 %, though no more than 60 %, was achieved with all feed waters except for the sand filtrate which had a removal efficiency of 18 %. However, highly concentrated humic waters such as Fyrisån proved to be challenging for the plant to handle since the pressure built up rather quickly in the membrane. The sand filtrate feed water experiments indicated that an ultrafiltration step after a sand filtration process would be effective. However, further studies are required to be able to determine the most optimal placement of the ultrafiltration process.  In conclusion, the results achieved with the pilot plant show promising signs of an ultrafiltration process being a viable alternative for Norrvatten to increase their drinking water treatment plant’s efficiency and capacity.

En strömbrytare är en säkerhetsanordning som är utformad för att bryta strömmen om ett problem uppstår. Det finns ett flertal olika typer av brytare beroende vilket spänningsområde som avses. Brytare för lågspänning används för hushållsapparater, medan högspänningstyper används för överföring av spänning i elnätet. Högspänningsbrytare använder idag svavelhexafluorid (SF6)-gas, som ett isolerande medium för att släcka den elektriska ljusbåge som bildas när strömmen bryts. SF6 är dock problematiskt för miljön, då dess globala uppvärmningspotential (GWP) är 23 500 gånger högre jämfört med koldioxid (CO2). Företaget Hitachi ABB Power Grids har utvecklat AirPlus™-tekniken som ersätter SF6-gasen med en koldioxidbaserad gasblandning. Examensarbetet fokuserade på att utvärdera möjligheten att minska användningen av SF6 genom AirPlus™-tekniken och hur tekniken skulle kunna en introduceras på marknaden. Slutligen så utvecklades en strategi för hur detta skulle kunna ske. Studien innefattar den bakomliggande informationsinhämtningen och analysen av data, marknadsutvärdering och utvecklingen av marknadsstrategin. Detta utfördes genom att utvärdera AirPlus™-tekniken och dess konkurrenter, samt genom en kvalitativ och kvantitativ analys av implementeringen av LTA 420 kV-brytaren på marknaden. Sammanfattningsvis så visar studien att marknadsintroduktionen av strömbrytaren LTA 420 kV är genomförbar. Även om koldioxid tekniskt inte har samma prestanda som SF6, är tekniken fortfarande bra och ger starka kundfördelar: GWP minskar med över 99,9%, användningen överensstämmer med miljöregler, den ger lägre ägandekostnader, färre kontroller, lägre kostnad för hantering av koldioxidgasen, och fungerar väl vid extremt låga temperaturer. De viktigaste utmaningarna för Hitachi ABB Power Grids relaterar till konkurrensen på marknaden. Det är därför tillrådligt att företaget arbetar med en effektiv marknadsintroduktion för att säkerställa en stor marknadsandel. / A circuit breaker is a safety device designed to interrupt power if a problem is detected. There are several kinds of circuit breakers for different applications. Low-voltage circuit breakers are used for household appliances, while high-voltage types are used for transmission networks. High-voltage circuit breakers use sulfur hexafluoride (SF6) gas as an insulating medium, which extinguishes the electric arc that is formed when power is cut. However, it is a huge hazard for the environment, as its global warming potential (GWP) is 23,500 times higher than that of CO2 gas. The company Hitachi ABB Power Grids developed the AirPlus™ technology, which replaces the SF6 gas with a carbon dioxide (CO2) based gas mixture. The presented degree project has evaluated the feasibility of reducing the use of SF6 through the AirPlus™ technology and then developed a strategy for the company Hitachi ABB Power Grids for the market introduction of the eco-efficient LTA 420 kV circuit breaker. This study covers the background research, market evaluation, and market strategy.  It was done through research about the AirPlus™ technology and its competitors, so as qualitative and quantitative analysis of the LTA 420 kV circuit breaker implementation in the market. In conclusion, the study shows that the market introduction of the LTA 420 kV circuit breaker is feasible. Although CO2 is not as good an insulation medium as SF6, it is still good and presents strong customer benefits: GWP reduced by over 99.9%, compliance with new regulations, lower cost of ownership, fewer regulatory controls, reduced cost of handling the gas, and well-functioning at extremely low temperatures. The main concerns for Hitachi ABB Power Grids are related to market competition. Thus, it is advisable that the company works on an effective market introduction to assure a large market share.

I det här examensarbetet undersöks möjligheten att återvinna termisk energi genom att driva en så kallad ekologisk datorhall. Denna uppstår genom en integration mellan en storskalig högpresterande datorhall och ett växthus. Den termiska energin, eller spillvärme som den också kallas, genereras i stora mängder som en biprodukt av kylning av datahallar världen över. Avsikten är att använda spillvärme som genereras för att täcka det årliga energibehovet av ett växthus. Syftet med den ekologiska datahallen är att maximera vinsten baserat på alla tre hållbarhetspelarna; den ekonomiska, den miljömässiga och den sociala. Dessutom är avsikten att minska den stora elektriska energiförbrukningen för datahallen genom att applicera strategier för “fri kyla”.  Examensarbetets mål är att undersöka den tekniska genomförbarheten för en typiskt ekologisk datahall, lokaliserad på tre olika platser i Sverige; Luleå, Stockholm och Lund. Målet är även att ta reda på effekterna av datahallens och växthusets symbios. Forskningsproblemen som ska besvaras är för det första, vad den optimala storleken för en ekologisk datahall är för att maximalt utnyttja den genererade spillvärmen. Där datahallen är lokaliserad på ovan nämnda platser. För det andra, var i Sverige en ekologisk datahall skulle placeras för maximal vinst. Slutligen undersöks vilka kapital- och driftskostnader som relateras till en typisk ekologisk datahall samt vad intäkterna och den sociala avkastningen är på investeringen.  För att finna lösningen på forskningsproblemen så modelleras de tekniska och ekonomiska förutsättningarna för en ekologisk datahall med hjälp av programvaran Microsoft Excel. Verksamheten analyseras även ur ett hållbarhetsperspektiv och marknaden för liknande projekt undersöks.   Från examensarbetet framgår det att alla undersökta platser i Sverige är lämpliga för implementering av fri kyla. Den optimala placeringen av en typisk ekologisk datahall skulle dock vara i Luleå. Detta är baserat på fler bidragande faktorer, inklusive lågt pris på el och mark samt hög tillgång till naturresurser. Dessutom är det inte lika många konkurrenter med liknande affärsidéer på den lokala marknaden jämfört med exempelvis Stockholm, därav minskar rivaliteten att vara det största lokala bolaget. Slutligen bör man överväga att i framtiden arbeta med att variera växthusets tekniska- och jordbruksaspekter för att perfekt motsvara datahallens specifikationer på den aktuella platsen. / In the master thesis, the opportunity of recovering thermal energy by operating an organic data center is investigated. This thermal energy, or waste heat as it is called, is generated as a byproduct of the cooling of large-scale high-performance computing centers. The intent is to use this waste heat to cover for the energy demand of a greenhouse. The purpose of the organic data center is to integrate a large data center with a greenhouse to maximise the profit on all the three pillars of sustainability; the financial, the environmental and the social pillar. Moreover, the massive power consumption of the large data centers will be reduced by the implementation of free cooling.  The thesis aims at examining the technical feasibility of a typical organic data center, placed at three locations in Sweden; Luleå, Stockholm and Lund. Further, to find out what the effects of the data center and greenhouse symbiosis. The research problems to be answered are firstly, what the optimal dimension of an organic data center is for the maximum waste heat utilisation, if it is placed at the locations mentioned.  Secondly, where the organic data center ideally would be placed in Sweden for a maximum profit. Lastly, what the capital and operational expenses are for the organic data center as well as the revenue and social return of investment. Solving the research problems is done by modelling the technical and financial conditions of the organic data center using the software Microsoft Excel, as well as analysing the business from a sustainability perspective. The market for similar projects is also investigated. From the thesis work, it is found that all locations are suitable for the implementation of free cooling. However, the optimal localization of a typical organic data center would be in Luleå, based on several contributing factors, including the low price for electricity and land, and high access to natural resources. Moreover, there is not as many competitors with the same business idea on the local market as for instance, in Stockholm. This reduces the rivalry to be the biggest local business. Finally, varying the technical and agricultural aspects of the greenhouse to perfectly match the data center at the current location should be considered in future work.

<p>Monoclonal antibodies (mAbs) as therapeutic proteins have shown great potential in treatment of various human diseases because of their highly specific nature. This has attracted worldwide attention leading to increased demand for such mAb products. To meet this demand large scale manufacturing is carried out using recombinant mammalian cell culture techniques for high yields and faster production. mAb products are worth the investment if produced in their native state. The quantity of mAb present in such cell cultures is very less and therefore special care is needed while handling them. Purifying antibody molecules from heterogeneous cell culture impurities and maintaining their native functional state is a critical task mainly because these antibodies are labile in nature. Care also need to be exercised during processing because mAbs have inherent tendancy to aggregate which is undesirable since such aggregates in antibody formulation produces immunogenic reaction when injected in humans. The other important factor in mAb purification is the processing cost involved since majority of the total production cost is utilized for purification of mAb. Protein-A chromatography is the first choice for purifying antibodies and is widely adopted. However failure in distinguishing between monomer and aggregate antibody molecules along with harsh acidic processing conditions necessitates the use of further purification steps.</p> <p>In this work various techniques for mAb processing are discussed and are outlined below:</p> <p>Removal of impurities from mAbs is a major challenge and this thesis discusses various processing options available to purify these mAbs. Impurities in mAb products are usually the aggregate byproducts formed due to unfolded monomer antibody molecules. These molecules are naturally hydrophobic in nature and display great differences in hydrophobicity on aggregation. Hydrophobic interaction membrane chromatography (HIMC) makes use of this hydrophobicity difference and helps in removal of aggregate impurities from monomer antibody.</p> <p>Heavy chain mAbs (hcmAbs) are promising new developments in the area of biopharmaceuticals because of their unique structural composition. Similar to conventional mAbs these hcmAbs are also rapidly finding their way into therapeutic markets. Purifying hcmAbs will be an important step in their development and for this purpose we use HIMC technique for removing impurities and obtain pure product.</p> <p>Antibody molecules are almost always lost as aggregates which leads to great economic losses and the ability to disaggregate these mAb oligomers would be of significant practical and scientific interest. In this work a novel thermalcycling technique is discussed to disaggregate such mAb oligomers and potentially recover functional monomer mAb molecules.</p> / Master of Applied Science (MASc)

Detta examensarbete utreder den tekniska och ekonomiska passbarheten av batterilagringssystem (BESS) inom den svenska el infrastrukturen. Syftet är att konstruera tre olika affärsfall för att representera den tekniska och den ekonomiska passbarheten av BESS inom den svenska el infrastrukturen, specifikt med uppkoppling mot distributionsnätverket på den regionala nivån, 6 kilovolt till 132 kilovolt (kV). Affärsfallen adresserar dem tekniska funktioner och kunder inom infrastrukturen som utifrån en litteraturstudie anses vara dem mest attraktiva att bygga ett affärsfall utifrån. Litteraturstudien utreder den svenska el infrastrukturens struktur samt dess existerande och uppkommande utmaningar. Studien utforskar även hela spektrumet energilagringssystem (ESS) för att rättfärdiga valet av litium-jon BESS. Litium-jon BESS är närmare undersökt, där systemets operativa parametrar samt komponenter är kartlagda. Vidare undersöks dem tekniska funktionernas tekniska krav och ekonomiska incitament i en marknadsanalys. Slutligen utforskas regler och lagar omkring BESS implementering i den svenska el infrastrukturen samt placeringen och de kostnader för att bygga en BESS anläggning. De tre affärfallen som är konstruerade i denna studie är: Kombinationen av frekvensrelaterade nätverksstödtjänster för en fristående BESS-tillgångsoperatör. Avbrottsfri strömtillförsel för ett datacenter. Skala effekttoppar och kombination av frekvensrelaterade nätverksstöddtjänster för en industri. Litium-jon BESS anses vara den mest tillämpliga tekniken på grund av dess snabba responstid, höga effekt- och energidensitet samt skalbarheten för att passa majoriteten av de tekniska funktioner som undersökts inom studien. Affärsfallens ekonomiska passbarhet utvärderas efter två ekonomiska indikatorer, nuvärdesberäkning (NPV) samt återbetalningstiden. Affärsfall nummer tvås tekniska funktion erbjuder ingen möjlighet att generera en inkomst vilket gör att den kommer bli utvärderad efter kostnad för service, där utgifterna är uppdelade utöver projektets livstid genom linjär amortering. Vidare används linjär amortering för att räkna ut kostnaden per kilo sparat CO2 utöver livstiden på projektet. Både affärsfall 1 (NPV= 231,0 MSEK, återbetalningstid= 7,8 år) samt affärsfall 3 (NPV= 17,3 MSEK, återbetalningstid= 8,8 år) visar en lönsamhet där affärsfall 2 ger en kostnad för service mellan 5,4 och 5,8 MSEK/år och där kostnaden per sparat kilo CO2 mellan 20,9 och 22,7 SEK/kg CO2. Denna studie fokuserar på de tre största distributionsnätverksoperatorerna (DNO) inom distributionsnätverket på en regional nivå: Vattenfall, Eon och Ellevio. Lönsamheten av de undersökta affärsfallen är starkt kopplade till placeringsområde inom nätverket, spänningsnivån och typ av DNO. Möjlighet att koppla upp BESS till en existerande transformatorstation på anläggningen för affärsfall två och tre minskar investeringskostnaden samt driftkostnaderna vilket vidare förbättrar dess lönsamhet. Affärsfall ett behöver gå igenom en noggrann bedömning för att försäkra sig om lönsamheten. NPV samt återbetalningstiden kan påverkas i affärsfall ett och tre på grund av den ständigt förändrande frekvensregleringsmarknaden där priserna är volatila på grund av nya marknadsinitiativ. Att konstruera ett BESS affärsfall medför att flertalet osäkerheter bör räknas in, såsom de ekonomiska incitamenten som inte visar någon garanti på att vara fortsatt lönsamt. Det höga priset på litium-jon batterier saktar ner attraktiviteten av affärsfallen och måste vidare sjunka för att främja ett lönsamt affärsfall. Andra ESS som flödesbatterier och vätgaslagringssystem visar god passbarhet att bli implementerad i den svenska el infrastrukturen men måste vidare utveckla sin tekniska och kommersiella mognadsgrad innan dem kan vara konkurrenskraftiga med litium-jon BESS.  Examensarbetet är utfört i samarbete med Omexom Infratek Sverige AB med målet att bidra till en större förståelse av BESS roll i den svenska el infrastrukturen och vidare bidra till att konstruera ett tekniskt erbjudande för Omexom Infratek Sverige AB. / This master thesis investigates the technical and economic feasibility of battery energy storage systems (BESS) in the Swedish electrical infrastructure. The aim is to construct three business cases to represent the technical and economic feasibility of BESS implementation in the Swedish electrical infrastructure in the distribution network on the regional level, 6 kilovolts to 132 kilovolts (kV). The business cases address the technical functions and customers within the infrastructure that is recognized through a literature study to build the most attractive and incentivized business cases from. The literature study investigates the Swedish electrical infrastructure’s structure and its existing and upcoming challenges. It investigates the spectrum of energy storage systems (ESS) to justify the choice of the lithium-ion (Li-ion) BESS. The Li-ion BESS is closer examined, where the systems operational parameters and components are mapped out. Furthermore, the technical functions technical requirements and economic incentives are investigated in a market analysis. Lastly, considerations regarding regulations and permits, the placement of BESS within the infrastructure and its surrounding costs is evaluated. The three business cases that are constructed within the thesis are:  Combination of frequency related grid support services for a standalone BESS asset operator. Uninterruptable power supply for a data center. Peak shaving and a combination of frequency related grid support services for an industrial plant.  The, Li-ion BESS is considered to most applicable technology due its fast response time, high power and energy density and scalability to suit the majority of technical functions investigated in the thesis. The business cases economic feasibility is evaluated after two economic indicators, the net present value (NPV) and the payback period. Business case two’s technical function offers no possible revenues and is evaluated as a cost for service where the expenses is divided throughout the project lifetime through linear amortization and the cost per saved kg CO2 is calculated over the lifetime of the BESS. Both business case 1 (NPV= 231.0 MSEK, payback period= 7.8 years) and case 3 (NPV=17.3 MSEK, payback period= 8.8 years) show profitability where business case 2 gives a cost per service between 5.4 and 5.8 MSEK/year and cost per saved kg CO2 between 20.9 and 22.7 SEK/kg CO2.  This thesis focuses on the three largest distribution network operators (DNO) in the distribution network on a regional level: Vattenfall, Eon, and Ellevio. The profitability of the business cases investigated are strongly connected to the location in the network, the voltage connection level, and the type of DNO. Being able to connect to an existing substation on site as for business cases 2 and 3 will lower the capital and operational costs and further improve the profitability. Business case 1 needs a thorough assessment of placement in the electrical infrastructure in Sweden to assure profitability. The NPV and payback period in business cases 1 and 3 could conflict with the interchanging frequency regulation market where prices are rather volatile due to new market initiatives. Therefore, looking forward, building a BESS business case to be implemented comes with lots of uncertainties as the economic incentives shows no guarantee to continuously be profitable. The high price of Li-ion batteries is slowing down the attractiveness of the business cases and need to further decrease to promote profitable business cases. Other ESS technologies as flow batteries and hydrogen storage systems show good applicability to be implemented in the Swedish electrical infrastructure but needs to develop its technical and commercial maturity until it can become competitive with Li-ion BESS.  The master thesis is performed in conjunction with Omexom Infratek Sverige AB with the aim to contribute to a broader understanding of the role of BESS in the Swedish electrical infrastructure and to help building BESS technical offers for Omexom Infratek Sverige AB.

The relatively new and still growing field of 3D-printing has opened up the possibilities to manufacture patient-specific medical devices with high geometrical accuracy in a precise and quick manner. Additionally, biocompatible materials are a demand for all medical applications while biodegradability is of importance when developing scaffolds for tissue growth for instance. With respect to this, this project consisted of developing biocompatible and bioresorbable polymer blend and composite filaments, for fused deposition modeling (FDM) printing. Poly(lactic acid) (PLA) and polycaprolactone (PCL) were used as supporting polymer matrix while hydroxyapatite (HA), a calcium phosphate with similar chemical composition to the mineral phase of human bone, was added to the composites to enhance the biological activity. PLA and PCL content was varied between 90–70 wt% and 10-30 wt%, respectively, while the HA content was 15 wt% in all composites. All materials were characterized in terms of mechanical properties, thermal stability, chemical composition and morphology. An accelerated degradation study of the materials was also executed in order to investigate the degradation behavior as well as the impact of the degradation on the above mentioned properties. The results showed that all processed materials exhibited higher mechanical properties compared to the human trabecular bone, even after degradation with a mass loss of around 30% for the polymer blends and 60% for the composites. It was also apparent that the mineral accelerated the polymer degradation significantly, which can be advantageous for injuries with faster healing time, requiring only support for a shorter time period.