abstract: There is a fundamental attractiveness about harnessing renewable energy in an age when sustainability is an ethical norm. Lithium ion batteries and hydrogen fuels are considered the most promising energy source instead of fossil fuels. This work describes the investigation of new cathode materials and devices architectures for lithium ion batteries, and photocatalysts for their usage in water splitting and waste water treatment. LiCoO2 and LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 were exfoliated into nanosheets using electrochemical oxidation followed by intercalation of tetraethylammonium cations. The nanosheets were purified using dialysis and electrophoresis. The nanosheets were successfully restacked into functional cathode materials with microwave hydrothermal assistance, indicating that new cathodes can be obtained by reassembling nanosheets. This method can pave the way for the synthesis of materials with novel structures and electrochemical properties, as well as facilitate the fabrication of hybrid and composite structures from different nanosheets as building blocks. Paper folding techniques are used in order to compact a Li-ion battery and increase its energy per footprint area. Full cells were prepared using Li4Ti5O12 and LiCoO2 powders deposited onto current collectors consisting of paper coated with carbon nanotubes. Folded cells showed higher areal capacities compared to the planar versions. Origami lithium-ion battery made in this method that can be deformed at an unprecedented high level, including folding, bending and twisting. Spray pyrolysis was used to prepare films of AgInS2 with and without Sn as an extrinsic dopant. The photoelectrochemical performance of these films was evaluated after annealing under a N2 or S atmosphere with different amounts of the Sn dopant. Density Function Theory (DFT) was used to calculate the band structure of AgInS2 and understand the role of Sn doping in the observed properties. Cr(VI) removal was investigated using multiple oxide photocatalyst and additives. The efficiency for Cr(VI) removal using these photocatalysts was investigated in synthetic neutral and alkaline water, as well as in cooling tower blowdown water. While sulfite alone can chemically reduce Cr(VI), sulfite in combination with a photocatalyst resulted in faster and complete removal of Cr(VI) in 10 min using a SO32−/Cr(VI) ratio >35 in pH ∼ 8 solutions. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Materials Science and Engineering 2016

Under det senaste decenniet har miljöfrågan blivit ett ständigt växande problem. Fristående organisationer som IPCC, som är FN:s friståendeorgan för att sammanfatta och bedöma vetenskapen relaterad till den globala uppvärmningen, bedömer att den globala uppvärmningen till följd av mänsklig inverkan kommer att överstiga 1,5 grader år 2100 och att våra ekosystem kommer att påverkas negativt till icke återhämtningsbara nivåer. För att förbättra det kritiska läget har efterfrågan på förnybar energi ökat kraftigt. Till följd av detta så har vindkraftsindustrin utvecklatsi hög grad och utvecklas fortfarande. I detta kandidatexamensarbete undersöks en konceptidé om ett hopfällbart vindkraftverk för att öka årlig energiproduktion samt reducera de aerodynamiskalasterna. Hypotesen för detta arbete är att ett hopfällbart vindkraftverk kan ökaden årliga energiproduktionen med 100% genom en fördubbling av sveparean med samma mängd insatsmaterial. Konstruktionslösningen för hopfällbarhet antas vara löst av andra och tidigare konstruktionslösningar för hopfällbarhet har undersökts och presenterats. För att analysera en potentiell ökning av årlig energiproduktion användes NREL:s mjukvara WISDEM samt deras 3,4-MW landbaserade referensvindkraftverk. Resultatet tydde på att med dubbel sveparea kan man få en ökning med 79% av den årliga energiproduktionen, en ökning med 48% av lyftkraften och en ökning med 84%av motståndskraften. / During the last decade the environmental impact has become an increasingly growing problem. The IPCC have reported the ever increasingly environmental impact from fossil fuels and emissions of greenhouse gases. Their assessment from 2021 notes that the environmental impact because of humans will lead to at least an increase of 1.5 degrees increase in temperature by the year 2100 and that our ecosystems will be irreversibly damaged. To combat these changes the demand for renewable energy sources has increased. This increase in demand has led to the wind energy sector growing rapidly with a lot of recent developments in the field. In this bachelor thesis a concept idea of a foldable wind turbine has been proposed. The goal is to determine if an increase in annual energy production of 100% is possible with a doubling of the rotor swept area and a constant mass. The mechanism for foldability is assumed to be invented and research on previous works looking into foldability in wind turbines has been performed. To analyze the potential increase in annual energy production the software WISDEM, developed by NREL, was used together with their 3.4-MW reference wind turbine. The results showed that with a doubled rotor swept area an increase in annual energy production of 79% was achieved together with an increase of 48% of the lift force and an increase of 84% of the drag force.

Micromobility has been on the rise lately with a vast catalogue of electric vehicles reaching the market. Electric scooters, mopeds, bikes, one-wheelers and other vehicles have become the norm in everyday life. Most of these vehicles are meant to replace smaller modes of transport such as ordinary bicycles and skateboards. They are designed to complete the last part of one’s commute or for travelling shorter distances. There is; however, a gap within this segment. There is currently no electric micromobility vehicle on the market that is small and lightweight that has a long enough range to compete with ordinary two-tonne cars for longer commutes. This project aims to remedy this by presenting a solution as well as building a prototype of said solution. The electric vehicle that was built for this project is foldable. The design, when folded, is intended to resemble a large, rollable, suitcase. The overall size of the vehicle when folded is only 700x500x400 mm. When unfolded, it is large enough to seat one person fully enclosed. The top speed is limited to 25 km/h and the maximum range per charge is above 100 km. The prototype weighs 29 kg and is able to carry 95 kg. This thesis proves that it is possible to make small and lightweight electric vehicles that can rival traditional cars when it comes to commuting. These vehicles would reduce emissions, congestion and the need for parking space while also being a cheaper alternative for the end user. / Mikromobilitet segmentet har växt avsevärt de senaste åren. En stor samling av olika elektriska fordon så som elskotrar, mopeder, cyklar och enhjulingar, med fler, har blivit en del av vardagen. De flesta av dessa fordon är skapta för att tilryggalägga kortare sträckor. De är ämnade att ersätta cyklar eller att färdas till fots. Det finns dock ingen produkt inom det här segmentet tillgänglig på marknaden som är designad för att kunna tillryggalägga längre sträckor medans den fortfarande är liten och bärbar. Ett sådant fordon presenteras i denna avhandling som lösning på detta problem. Dessutom konstruerades en prototyp av det föreslagna fordonet för att bevisa att det är möjligt att göra små elektriska fordon med lång räckvidd. Prototypen som tillverkades i denna avhandling är vikbar, vilket gör den lätt att transportera när den inte är i bruk. Hela fordonet viks ihop till en resväska som kan dras på bakhjulen. Den har en ihopvikt storlek av 700x500x400 mm, maxhastighet på 25 km/h och väger 29 kg. Detta fordon kan fullständigt innesluta en person när den är utfälld, bära upp till 95 kg och har en räckvidd på över 100 km per laddning. Fordon likt prototypen i denna avhandling kan hjälpa till med att minska utsläpp, minska behovet av parkeringsplatser och minska stockning på vägarna. Dessutom skulle ett sådant fordon också vara mer ekonomisk för slutanvändaren när det kommer till pendling jämfört med en traditionell bil.

<p>”Gastromax Duo” är ett examensarbete som genomförts inom ramarna för Innovations- och designingenjörsutbildningen vid Karlstads universitet. Projektet har självständigt fullföljts av Joakim Ahlgren och Joakim Lidström under vårterminen 2010. Examensarbetets omfattning är 22,5 hp.</p><p>Uppdragsgivare för projektet är Peter Ottosson och Jonas Eriksson på Sveico AB i Gnosjö. Handledare för projektet hos uppdragsgivaren har varit Peter Johansson. Monica Jakobsson har varit handledare på Karlstads universitet. Lennart Wihk, industridesigner och universitetsadjunkt vid Karlstads universitet, är examinator och har fungerat som handledare och bollplank i designprocessen.</p><p>Sveico AB ligger i Gnosjö och tillverkar köksredskap och andra tillbehör till köksmiljön. I Sveicos produktportfölj återfinns produktserien Gastromax, som riktar sig specifikt till hemmakocken. Gastromax-serien saknar emellertid ett kompakt sönderdelningsredskap för matvaror, vilket föranledde detta produktutvecklingsprojekt.</p><p>Den största enskilda delen i projektet har varit en grundlig förstudie där projektgruppen kartlagt vilka behov och önskemål som finns hos användarna, samt hur marknaden ser ut för produkten. Förstudien består av intervjuer med konsumenter, professionella användare och representanter för handeln samt användarstudier.</p><p>Under produktutvecklingsprocessen har en rad olika idégenereringsmetoder används, såväl internt i projektgruppen, som externt med utomstående individer. Under den påföljande konceptutvecklingsfasen lades stor vikt vid framtagningen av fysiska modeller för utvärdering av idéer och lösningar.</p><p>Av de nitton koncept som sammanställdes från idégenereringsfasen, sållades sex koncept ut med hjälp av systematiska utvärderingsmetoder. De sex koncepten presenterades för uppdragsgivaren, som i sin tur valde ut två av koncepten, vilka projektgruppen vidareutvecklat till det slutgiltiga produktförslaget.</p><p>Den slutgiltiga detaljlösningen omhuldas av sekretess, men tre nyckelegenskaper hos det hopfällbara sönderdelningsredskapet kan noteras:</p><ul><li>Lång rivyta</li><li>Ställbar arbetsvinkel</li><li>Två rivytor, en fin och en grov</li></ul><p>Projektets slutliga resultat är en produktbeskrivning med förslag på övergripande utformning, mekanisk lösning av ställbarheten och materialval för produktens olika delar.</p> / <p>”Gastromax Duo” is a degree project for the Innovation and Design Engineering program at Karlstad University. Joakim Ahlgren and Joakim Lidström have independently carried out the project during Spring Term 2010. The degree project extends 22,5 ECTS credits.</p><p>The assigners for this project are Peter Ottosson and Jonas Eriksson at Sveico AB in Gnosjö, Sweden. Peter Johansson is the project supervisor at Sveico AB and Monica Jacobsson is the academic supervisor at Karlstad University. The examiner at Karlstad University is Lennart Wihk, who has also supported the project team during the design process.</p><p>Sveico AB is located in Gnosjö, Sweden and manufactures kitchen utensils and other kitchen accessories. In the Sveico AB product portfolio resides the Gastromax series of kitchen tools for the ”home chef”. The lack of a foldable grater within the Gastromax series was noticed by the Sveico AB management, which brought about this project.</p><p>The largest part of this project was a very thorough pre-study phase, where the project team mapped out the needs and wishes of the users, along with research about the market of the product. The pre-study consists of interviews with consumers, professional users and representatives of commerce, along with user studies.</p><p>During the product development process, a number of idea generation methods has been used, both internally in the project team and externally with uninitiated individuals. During the subsequent concept generation phase, emphasis was put on the development of physical models, used to evaluate ideas and solutions.</p><p>Out of the 19 concepts that were developed during the concept generation phase, six was chosen through a set of systematic evaluation routines. These six concepts were presented to the assigners that in turn chose two of the concepts for the project team to develop further. These two concepts was then combined and transformed into the final product proposal.</p><p>The final, detailed solution is surrounded with secrecy, but three key concepts in the final foldable grater can be officially stated:</p><ul><li>A long grating surface</li><li>Adjustable work angle</li><li>Two grating surfaces: one fine and one coarse</li></ul><p>The final result of the project is a product description of the grater, with a proposal of a general design, a mechanical solution of the adjustability aspect and a suggestion of materials for the different product components.</p>

”Gastromax Duo” är ett examensarbete som genomförts inom ramarna för Innovations- och designingenjörsutbildningen vid Karlstads universitet. Projektet har självständigt fullföljts av Joakim Ahlgren och Joakim Lidström under vårterminen 2010. Examensarbetets omfattning är 22,5 hp. Uppdragsgivare för projektet är Peter Ottosson och Jonas Eriksson på Sveico AB i Gnosjö. Handledare för projektet hos uppdragsgivaren har varit Peter Johansson. Monica Jakobsson har varit handledare på Karlstads universitet. Lennart Wihk, industridesigner och universitetsadjunkt vid Karlstads universitet, är examinator och har fungerat som handledare och bollplank i designprocessen. Sveico AB ligger i Gnosjö och tillverkar köksredskap och andra tillbehör till köksmiljön. I Sveicos produktportfölj återfinns produktserien Gastromax, som riktar sig specifikt till hemmakocken. Gastromax-serien saknar emellertid ett kompakt sönderdelningsredskap för matvaror, vilket föranledde detta produktutvecklingsprojekt. Den största enskilda delen i projektet har varit en grundlig förstudie där projektgruppen kartlagt vilka behov och önskemål som finns hos användarna, samt hur marknaden ser ut för produkten. Förstudien består av intervjuer med konsumenter, professionella användare och representanter för handeln samt användarstudier. Under produktutvecklingsprocessen har en rad olika idégenereringsmetoder används, såväl internt i projektgruppen, som externt med utomstående individer. Under den påföljande konceptutvecklingsfasen lades stor vikt vid framtagningen av fysiska modeller för utvärdering av idéer och lösningar. Av de nitton koncept som sammanställdes från idégenereringsfasen, sållades sex koncept ut med hjälp av systematiska utvärderingsmetoder. De sex koncepten presenterades för uppdragsgivaren, som i sin tur valde ut två av koncepten, vilka projektgruppen vidareutvecklat till det slutgiltiga produktförslaget. Den slutgiltiga detaljlösningen omhuldas av sekretess, men tre nyckelegenskaper hos det hopfällbara sönderdelningsredskapet kan noteras: Lång rivyta Ställbar arbetsvinkel Två rivytor, en fin och en grov Projektets slutliga resultat är en produktbeskrivning med förslag på övergripande utformning, mekanisk lösning av ställbarheten och materialval för produktens olika delar. / ”Gastromax Duo” is a degree project for the Innovation and Design Engineering program at Karlstad University. Joakim Ahlgren and Joakim Lidström have independently carried out the project during Spring Term 2010. The degree project extends 22,5 ECTS credits. The assigners for this project are Peter Ottosson and Jonas Eriksson at Sveico AB in Gnosjö, Sweden. Peter Johansson is the project supervisor at Sveico AB and Monica Jacobsson is the academic supervisor at Karlstad University. The examiner at Karlstad University is Lennart Wihk, who has also supported the project team during the design process. Sveico AB is located in Gnosjö, Sweden and manufactures kitchen utensils and other kitchen accessories. In the Sveico AB product portfolio resides the Gastromax series of kitchen tools for the ”home chef”. The lack of a foldable grater within the Gastromax series was noticed by the Sveico AB management, which brought about this project. The largest part of this project was a very thorough pre-study phase, where the project team mapped out the needs and wishes of the users, along with research about the market of the product. The pre-study consists of interviews with consumers, professional users and representatives of commerce, along with user studies. During the product development process, a number of idea generation methods has been used, both internally in the project team and externally with uninitiated individuals. During the subsequent concept generation phase, emphasis was put on the development of physical models, used to evaluate ideas and solutions. Out of the 19 concepts that were developed during the concept generation phase, six was chosen through a set of systematic evaluation routines. These six concepts were presented to the assigners that in turn chose two of the concepts for the project team to develop further. These two concepts was then combined and transformed into the final product proposal. The final, detailed solution is surrounded with secrecy, but three key concepts in the final foldable grater can be officially stated: A long grating surface Adjustable work angle Two grating surfaces: one fine and one coarse The final result of the project is a product description of the grater, with a proposal of a general design, a mechanical solution of the adjustability aspect and a suggestion of materials for the different product components.

Detta examensarbete fokuserar på att designa och utveckla en doseringsask som kan underlätta medicindoseringsprocessen för användare, särskilt personer som lider av kroniska sjukdomar. Målet är att skapa en enkel och användarvänlig produkt som hjälper användarna att hålla reda på rätt dosering och tidpunkt för medicinering. Examensarbetet syftar till att konstruera och utveckla en innovativ doseringsprodukt som är skräddarsydd efter användarnas behov, samtidigt som det adresserar problemet med att människor ofta glömmer att ta sina mediciner. Produkten ska vara användarvänlig, hanterbar och portabel. Målet är att skapa ett väl genomtänkt slutkoncept som tillfredsställer alla användares behov och önskemål. För att uppnå detta tillämpades en metod som inkluderar en förstudiefas där både primär- och sekundärdata samlas in för att skaffa relevant kunskap inom ämnet. Intervjuer genomförs med personer som lider av kroniska sjukdomar för att erhålla specifik information om målgruppen och för att identifiera krav och önskvärda egenskaper. Idégenerering utförs genom användning av olika metoder för att generera en mångfald av koncept och lösningar. Med hjälp av prototyptester samt att kontinuerligt genomföra utvärderingar förbättrades produkten successivt. En viktig funktion i den nya produkten är dess förmåga att organisera medicinerna genom att ha två fack för varje dag. Detta underlättar för användarna att hålla koll på vilka mediciner som ska tas vid olika tidpunkter under dagen. Det gjordes också undersökningar för att bestämma den optimala volymen på varje fack, så att de kan rymma 12 medelstora tabletter och uppfylla kravet på produktens storlek. Materialvalet och dimensioneringen av asken gjordes noggrant för att säkerställa enkel rengöring och portabilitet. Produktens kvalitet och funktion testades noggrant för att säkerställa att den uppfyller användarnas behov. En trådlös anslutning till en mobilapplikation implementerades för övervakning och spårning av medicinering på distans. Bluetooth-modulen, knapparna och skärmen valdes noggrant för att passa askens dimensioner. Slutprodukten är en doseringsask som är ergonomiskt utformad. Dess funktioner, som organiserade fack för varje dag och trådlös anslutning till mobilapplikationen, ger användarna möjlighet till strukturerad och kontrollerad medicinering. / This thesis focuses on designing and developing a medication dispenser that can facilitate the medication dosing process for users, especially people suffering from chronic diseases. The goal is to create a simple and user-friendly product that helps users keep track of the correct dosage and timing of medication. The thesis aims to design and develop an innovative dosing product that is tailored to the needs of users while addressing the problem of people often forgetting to take their medications. The product must be user-friendly, manageable, and portable. The goal is to create a well-thought-out final concept that satisfies the needs and wishes of all users. To achieve this, a method was applied that includes a preliminary study phase where both primary and secondary data are collected to acquire relevant knowledge within the subject. Interviews were conducted with people suffering from chronic diseases to obtain specific information about the target group and to identify requirements and desirable characteristics. Idea generation was performed through the use of different methods to generate a diversity of concepts and solutions. With the help of prototype tests and continuous evaluations, the product was gradually improved. An important feature of the new product is its ability to organize the medicines by having two compartments for each day. This makes it easier for users to keep track of which medicines to take at different times during the day. Studies were also conducted to determine the optimal volume of each box so that it could accommodate 12 medium-sized tablets and meet the product size requirement. The material selection and dimensioning of the box were done carefully to ensure easy cleaning and portability. The quality and function of the product were thoroughly tested to ensure that they met the needs of users. A wireless connection to a mobile application was implemented for remote medication monitoring and tracking. The Bluetooth module, buttons, and screen were carefully selected to fit the dimensions of the box. The end product is a dosing box that is ergonomically designed. Its features, such as organized compartments for each day and wireless connection to the mobile application, give users the opportunity for structured and controlled medication.

There has been significant increase in the occurrence of earthquakes and other disasters around the world recently. With record-breaking storms and natural disasters destroying different parts of the world, many people have to deal with the repercussions of the aftermaths; and homelessness is one of the facts of such incidence. This master thesis is aimed at creating living solution for the victims of earthquakes and other kind of disasters; natural or human-made (war), providing accommodation for homeless people after an earthquake or a housing alternative for refugees. The design of the collapsible home is basically a new concept of emergency hut for accommodating people in emergency after the event of disaster with easy assembling and quick installation feature. Considering the situation of homeless people after catastrophic disasters who need to be accommodated, the design and creation of a quick, accommodating and low-cost emergency hut is advantageous.  This project also provides a living service for both refugees and homeless people. It is low cost, modular, and easy to use. More than that it is feasible and it makes it possible to accommodate people for a longer period of time, rather than a very short temporary housing solution such as tents. / Det har skett en signifikant ökning av jordbävningar och andra katastrofer i världen. Med rekordstora stormar och naturkatastrofer som förstör i delar av världen måste många människor nu hantera efterverkningar och återuppbyggande, och hemlöshet är en av de faktorer som uppstår och som påverkar människor mest. Det här examensarbetet syftar till att skapa en boendelösning för offer för jordbävning och andra naturkatastrofer och krig. Det hopfällbara hemmets design är ett koncept för krisboende med enkelt montage och installering. Om man betänker den situation som människor hamnar i som blir hemlösa vid en katastrof, kan en design av en snabb och billig boendelösning som krisboende ge enormt mycket. Projektet kan också vara en boendeservice till flyktingar och människor som är hemlösa av andra anledningar än katastrofer. Det tillverkas för en låg kostnad och är möjlig att använda som modul och enkel att sätta upp. Men viktigare än det är att den ger möjlighet att härbergera människor under en längre tid till skillnad från mer temporära lösningar som exempelvis tält. Det hopfällbara hemmet är gjort av hållbart material, den använder grön energi och lyser upp staden. Den är utrustad med vertikala trädgårdar för att användarna ska kunna odla egna grönsaker och den återvinner vatten från regn. Den innehåller basala hopfällbara möbler och rumsavdelare som ger känsla av hemtrevnad och bekvämlighet.