The water chemistry in watercourses are constantly changing and processes such aswater flow, climate change and anthropogenic processes could affect the water’s chemical composition. The work has examined how the water chemistry changes in Lissån in the spring with respect to the electrical conductivity. It has also taken into account what sources in the catchment area that may affect a possible change in the electrical conductivity. During the thaw of the winter the flows in Uppsala streams will increase and will not subside until spring. This change in flow affects the water flow size, which in turn has a bearing on the electrical conductivity and the watercourses chemical composition. Within the catchment area you also find Hovgården waste plant which is a potential source of a possible change in the chemical composition in Lissån.Purified leachate from the plant is released into Hovgårdsbäcken which connects to the recipient Lissån and may be a cause of the changes in electrical conductivity. During the spring samples have been gathered in Lissån at Fribacken and these have been compared with samples taken where Hovgårdsbäcken intersects with Lissån. The water chemistry and the electrical conductivity in Lissån is concluded to be affected by the size of the water flow and to some extent also of the emissions from the waste plant.The results show that an increased water flow decreases the electrical conductivity. The water flow increases slightly with increased rainfall. The results show not only how anthropogenic processes such as emissions from waste plants can affect the water in rivers but also how climate change may affect water quality in the future. / Vattenkemin i vattendrag förändras ständigt och processer som vattenföring, klimatförändringar och antropogena processer kan komma att påverka vattnets kemiska sammansättning. I arbetet har det undersöks hur vattenkemin förändras i Lissån under våren med avseende på den elektriska konduktiviteten. Det har dessutom tagits till hänsyn vad för källor i avrinningsområdet som kan kommat att påverka en möjlig förändring i den elektriska konduktiviteten. Under vintern i samband med snösmältningen ökar flödena i Uppsalas vattendrag för att under våren avta. Denna förändring i flöde påverkar vattenföringens storlek vilken i sin tur har betydelse på den elektriska konduktiviteten och vattendragens kemiska sammansättning. Inom avrinningsområdet ligger dessutom Hovgården avfallsanläggning som är en potentiell källa till en möjlig förändrad kemisk sammansättning i Lissån. Renat lakvatten från anläggningen släpps ut i Hovgårdsbäcken som ansluter till recipienten Lissån vilket kan vara en orsak till förändrad elektrisk konduktivitet. Under våren har provtagningar tagits i Lissån vid Fribacken vilka har jämförts med provtagningar gjorda i anslutning till där Hovgårdsbäcken sammanflödar med Lissån, uppströms provtagningsplatsen vid Fribacken. Vattenkemin och den elektriska konduktiviteten i Lissån bedöms påverkas av vattenföringens storlek och till viss grad även av utsläppen från avfallsanläggningen.Resultaten visar att i samband med ökad vattenföring sjunker den elektriska konduktiviteten. Vattenföringen ökar dessutom något i samband med ökad nederbördsmängd. Resultatet visar inte bara på hur antropogena processer såsom utsläpp från avfallsanläggningar kan påverka vattnet i vattendrag utan även hur klimatförändringar kan komma att påverka vattnets kvalitet i framtiden.

Dagvatten härstammar från nederbörd och ibland en del grundvatten, när regn faller på hårda ytor ökar sannolikheten för ytavrinning med högt flöde och med det vattnet kan föroreningar följa med som hamnar i recipienten eftersom generellt så renas inte dagvatten när det rinner i ledningar, vattendrag eller diken vidare till recipient. När regn faller på ytor med vegetation så blir det lägre flöde, då en del vatten stannar på växter eller blir upptagna av rötter samt infiltreras av jorden. Vattnet filtreras därför naturligt och risken för föroreningar är lägre, men många naturligt förekommande ämnen hamnar ändå i recipienten. När städer expanderar så ökar de hårda ytorna i form av till exempel vägar och byggnader. Uppsala är en av dessa städer som expanderar, därför är det viktigt med bra dagvattenhantering för att försöka minska mängden utsläppta ämnen som försämrar vattenkvaliteten i Fyrisån. Studien genomfördes genom att kartlägga dagvattenutlopp med Fyrisån som recipient, samt provtagningar av vattnet från utloppen och ytvatten från Fyrisån. De parametrar som testats är konduktivitet, turbiditet och nitrathalt. Proven har sedan jämförts med data hämtad från Sveriges lantbruksuniversitets (SLU) teststationer Klastorp och Flottsund. Detta kandidatarbete undersöker dagvatten och dess påverkan på vattenkvalitet i Fyrisån. Den del av Fyrisån som analyserats är 8,5 km lång och sträcker sig från Klastorp i norra Uppsala, till Sävjaån i södra som ligger ungefär 4 km norr om Ekoln där Fyrisån mynnar. Varje dagvattenutlopp fick varsin koordinat med hjälp av en GPS och senare en benämning i undersökningen / Stormwater originates from precipitation and possibly some amounts of groundwater. When rain falls on areas with a hard surface it can contribute to surface runoff and with that the possibility for contaminations to enter the recipient, since most stormwater is directed to the recipient with pipes, trenches and water streams directly that generally have no sort of cleaning treatment. On the other hand, when precipitation falls on areas with vegetation the water is intercepted by the plants and the roots taking up water as well. This gives less runoff and the water that reaches the recipient has been filtered through the soil, but substances can still reach the recipient.  When cities expand and more hard surfaces increase such as roads and buildings, and areas of vegetation generally decrease. Uppsala is one those cities that are under heavy expansion, which makes it very important to have a good management plan of stormwater to try and decrease the amount of substances that makes water quality worse in Fyrisån. Three parameters were used to determine the water quality in this thesis, conductivity, turbidity and nitrate content. Testing was performed on both the water from the outlets, as well as the surface water of Fyrisån. Results from the testing were compared to data collected from Sveriges lantbruksuniversitets (SLU) test sites Klastorp and Flottsund. This bachelor’s thesis examines stormwater and its impact on water quality of Fyrisån in Uppsala, Sweden. The examined area follows Fyrisån, is 8,5 km long and stretches from the northern part of Uppsala, Klastorp to the south where a stream called Sävjaån connects, which is situated about 4km before Fyrisån mouths in the lake Ekoln. The area was mapped using a GPS, giving each location with a stormwater outage a specific coordinate and afterwards a name used in the report.

Lithium‐ion batteries are particularly suitable as energy storage solutions in high power applications, such as hybrid electric vehicles. It is generally considered that one of the processes that limit the power density for lithium‐ion batteries is the mass transport in the electrolyte. Yet, it is still difficult to find a set of properties that fully describe the mass transport for the most common electrolytes. In this work, characterization studies of the mass transport were undertaken for two technically important lithium‐ion battery electrolytes: (1) a liquid electrolyte which consist of LiPF6 dissolved in ethyl methyl carbonate (EMC) and ethylene carbonate (EC) and, (2) a gel electrolyte which consists of LiPF6 dissolved in ethylene carbonate, propylene carbonate (PC) and poly(vinylidenefluoride‐hexafluoropropylene) (P(VdFHFP)).The mass transport in the electrolytes was characterized by combining several experiments. The Maxwell‐Stefan equation was used as basis for the characterization. Models of the transport were formulated from the equation and the apparent transport properties were identified. The characterization methods were first analyzed mathematically in order to establish at which conditions the characterization experiments should be performed. The values of the apparent transport properties were then obtained by optimizing the models to the experimental responses. In order to give the characterization results a comprehensible interpretation and to allow benchmarking of electrolytes, the concept of a normalized potential gradient was introduced.The characterization results of the liquid electrolyte were used in a full cell model of a LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 | LiPF6 EC:EMC (3:7) | MAG‐10 cell. The model was developed to analyze the mass transport during a hybrid pulse power characterization (HPPC) test. The analysis was made with a method where the polarization was split up into parts each associated with a process within the cell. The optimum composition in terms of mass transport was found to lie between 0.5 and 1.2 mol/dm3 LiPF6 for the liquid electrolyte and between 5 and 7 wt. % LiPF6 for the gel electrolyte. Less amount of polymer in the gel electrolyte gave a faster mass transport. It was also found that the mass transport in the liquid electrolyte contributed to a major part of the polarization during HPPC tests. / Litiumjonbatterier är speciellt lämpliga som ackumulatorer i högeffektsapplikationer som elhybridfordon. Det är idag allmänt accepterat att en av processerna som begränsar effekttätheten för litiumjonbatterier är masstransporten i elektrolyten. Trots detta är det fortfarande svårt att få tag på data som fullständigt beskriver masstransporten i de vanligaste elektrolyterna. I det här arbetet har masstransportkarakteriseringar gjorts för två tekniskt viktiga elektrolyter: (1) en vätskeelektrolyt som består av LiPF6 upplöst i etylenkarbonat (EC) och etylmetylkarbonat (EMC), och (2) en gel elektrolyt som består av LiPF6 upplöst i EC, propylenkarbonat (PC) och poly(vinylidene fluoride‐hexafluoro propylene) (P(VdFHFP)). Masstransporten i elektrolyterna karakteriserades genom att kombinera ett antal karakteriseringsexperiment. Maxwell‐Stefans ekvation användes som utgångspunkt i karakteriseringarna. Modeller av transporten formulerades från ekvationen och de effektiva transportegenskaperna identifierades. En matematisk analys gjordes först av karakteriseringstekniken, så att det kunde fastslås för vilka förhållanden experimenten skulle utföras. Värderna av transportegenskaperna erhölls genom att optimera modellerna till det experimentella beteendet. För att ge karakteriseringsresultaten en begriplig tolkning och för att kunna mäta prestandan av elektrolyter, infördes konceptet normaliserad potentialgradient. Resultatet från karakteriseringen av vätskeelektrolyten användes i en model av en LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 | LiPF6 EC:EMC (3:7) | MAG‐10 cell. Modellen utvecklades för att analysera masstransporten i cellen under ett hybridpulstest (HPPC). Analysen gjordes med en metod där polarisationen delades upp i delar som var och en var kopplad till en process i batteriet. Den optimala sammansättningen med avseende på masstransporten låg i regionen 0.5–1.2 mol/dm3 LiPF6 för vätskeelektrolyten och 5‐7 vikt% LiPF6 för gelelektrolyten. Mindre mängd polymer i gelelektrolyten gav en snabbare masstransport. Det konstaterades också att masstransporten i vätskeelektrolyten bidrog med en av de största delarna till polarisationen i HPPC testen. / QC 20110128

The Swedish municipalities of Gävle and Älvkarleby need new sources of drinking water as the population grows. Gästrike vatten AB has employed the consultant firm Midvatten AB to assess the possibility of a new groundwater extraction site on the Uppsala esker between Älvkarleby and Skutskär in northern Uppland county. It has been observed that the natural recharge to the aquifer in the Uppsala esker might be too low to compensate for a future groundwater extraction and that there is a risk of induced infiltration from the river Dalälven if the water table is lowered. River water might bring organic contaminants into the aquifer and negatively affect the groundwater quality.A solution proposed by Midvatten is to infiltrate the esker with river water free from organic contaminants at infiltration sites. This artificial infiltration is estimated to create new groundwater to compensate for the extraction and stop river water from reaching the extraction wells. There is however, a need to estimate the magnitude of infiltrating river water when the infiltration sites are active.The aim of this study was to estimate the flow of water between the river and a section of the Uppsala esker for a test period during 2017, specifically, the infiltration from the river. In addition to this, changes in flow depending on proposed pumping and infiltration scenarios were modelled.A MODFLOW model was developed in the graphical user interface Groundwater Modeling System (GMS) and its performance was validated against observed aquifer head. The model could accurately represent the head close to the river but was less accurate with increasing distance from the river. Average infiltration from the river varied from 3 to 25 l s-1. The calculated infiltration depended on which extraction well or artificial infiltration site was active and the rate of flow.It was concluded that the distribution of hydraulic conductivity in the aquifer was not sufficiently detailed. A solution could have been to use stratigraphic data from borehole logs instead of a general quaternary deposits map as basis for the distribution of hydraulic conductivity. Artificial infiltration close to the river prevented large volumes of induced infiltration. The accuracy of the model could have been improved if the results were compared to other methods such as particle-tracking, tracer tests and with measurements of the streambed such as seepage meters. / Gävle och Älvkarlebys kommuner är i behov av nya grundvattentäkter för att kunna försörja invånarna med dricksvatten i framtiden. Ett område som är av intresse för de två kommunerna är ett grundvattenmagasin i Uppsalaåsen intill Dalälven mellan Älvkarleby och Skutskär. Vid ett dricksvattenuttag kan vattenbalansen i magasinet ändras. I magasinet uppskattas grundvattenbildningen vara för låg för att pumpa upp nog mycket vatten och bibehålla en stabil dricksvattenförsörjning. När uttaget av grundvatten är högre än grundvattenbildningen sänks grundvattenytan och vatten flödar från andra delar av magasinet eller älven för att kompensera. Älvvattnet bedöms ha en stark hydraulisk koppling med grundvattnet, vilket innebär att det finns en risk att älvvattnet infiltrerar i magasinet och sänker kvalitén på framtida dricksvatten.Konsultföretaget Midvatten AB har i uppdrag att bedöma möjligheten till ett framtida dricksvattenuttag. Midvatten har som lösning anlagt stationer med sprinklerinfiltration för att i framtiden kunna infiltrera avhumifierat älvvatten som på sikt omvandlas till grundvatten. Denna konstgjorda infiltration är också tänkt att hindra älvvatten från att ta sig in i magasinet genom att förse magasinet med den mängd vatten som går förlorad av dricksvattenuttag. Hur mycket älvvatten som tar sig in till grundvattenmagasinet och når brunnarna vid ett framtida uttag och konstgjord infiltration, är dock oklart.Syftet med denna studie var att uppskatta flödet mellan åsens grundvattenmagasin och Dalälven och specifikt infiltrationen av älvvatten. Detta gjordes genom att utveckla en digital MODFLOW-flödesmodell i programmet GMS. Modellen kunde, med hjälp av uppmätta vattennivåer i grundvattenmagasinet och älven, räkna ut hur mycket vatten som flödade in från älven (infiltrerade). Den uträknade infiltrationen låg i genomsnitt på 3-25 l s-1. Infiltrationsmängden berodde på vilken brunn som vattnet pumpades ur, hur mycket som pumpades ut och hur mycket artificiell infiltration som tillfördes i de tre infiltrationsområdena under en period av 2017. Modellen användes även till att uppskatta flödet från älven för 28 tilltänkta scenarier under 2017 med konstant pumpning och konstgjord infiltration i de olika brunnarna och infiltrationsstationerna.Resultaten visade att modellen kunde uppskatta grundvattenmagasinets vattennivåer nära älven men inte på längre avstånd ifrån älven. Detta berodde på att magasinets hydrauliska parametrar inte var korrekt fördelade. Fördelningen kunde ha förbättrats om de baserats på jordarter från borrprotokoll istället för en jordartskarta. Modellen visade att mycket lite älvvatten flödar in i akviferen om vatten artificiellt infiltreras nära älven. För att resultaten av den här studien ska bli tillförlitliga krävs det att resultaten jämförs med andra metoder som använder sig av förslagsvis partikelspårningsmodeller, spårämnesstudier eller flödesmätningar av flodbädden.

Sura sulfatjordar (SSJ) bildas på tidigare havsbottnar med sulfidhaltiga sediment som med landhöjningen har lyfts upp ur havet och genom grundvattensänkande aktiviteter  exponerats för syre. Vörå å är ett vattendrag  i västra Finland som är kraftigt SSJ-påverkat. Närings-, trafik- och miljöcentralen i Österbotten har gjort vattenmätningar i Vörå å i flera decennier och syftet med detta arbete var att strukturera, beskriva och tolka tidigare obehandlade data från vattenmätningar som gjorts mellan 1969 och 2017 och därmed synliggöra årstidsvariationer och förändringar i vattnets kemiska sammansättning över tid. Vattenkvaliteten i Vörå å var allra sämst under höst och vår: pH <5, höga sulfathalter och konduktivitet om 25–100 mS/m.  Suspenderat material och turbiditet var som högst i april medan pH, konduktivitet, järnhalt och COD var som högst under sommaren. Variationerna i vattnets kemiska sammansättning var minst under våren och störst under sommaren då flera variabler uppvisade en mycket stor spridning. I slutet av mätperioden uppvisade många variabler en liten bättring och vad denna beror på är oklart. I och med klimatförändringar har årsmedeltemperaturerna i Finland stigit vilket skulle kunna tänkas påverka tiden för högflöden. Det finns tecken i datan som tyder på sådana förändringar sedan 1970-talet. Metallmätningar som gjorts under 2000-talet jämfördes mot bakgrundsvärden, vissa uppvisade förhöjda värden. / Acid sulphate soils (ASS) form in sulphide bearing marine sediments that have been exposed to atmospheric oxygen caused by eustatic uplift and draining of cultivated fields. The river Vörå å, in western Finland, is a small stream that is severely affected by ASS. Finnish authorities have during decades sampled and analysed the water, but the data has not been interpreted. The objective of this study was to structure, describe and interpret previously untreated analyses data of the water samples from the years 1969 to 2017. Wa-ter quality was in general very bad and the worst situations occurred during springs and late autumns with pH <5, high sulphate concentrations and EC between 25–100 mS/m. Suspended solids and turbidity peaked in April while pH, EC, iron concentration and COD were highest during the summer. The variations in the chemical composition of the water were lowest during the spring and most widespread during the summer. At the end of the measurement period, many variables showed a slight improvement, the reason for this is unclear. Due to climate change the mean temperatures in Finland have increased, this may possibly affect the timing for snow melt in the spring and the time for flooding during the autumn. There are signs in the data indicating such changes. Metal concentra-tions from samples collected since 2005/2010 were compared with regional background values. Some metals demonstrated high concentrations.

Estimation of the variation in the integrated hydraulic conductivity around the Tunåsen infiltration facility - An investigation of the effects of uncertainties in existing information Almost half of Sweden’s drinking water volume is produced from groundwater. The main fraction of this is extracted from eskers, some of which allow for very large extraction rates. Despite this, the groundwater volume is not sufficient in some areas. This has led to an extensive use of artificial recharge. In Uppsala, the total volume added through artificial recharge is divided between four infiltration facilities. The largest of these facilities is Tunåsen basin infiltration facility, which is situated along the Uppsala esker. For Tunåsen as well as for other recharge facilities, it is of great importance that the infiltrated water is allowed a sufficient transport time before it is extracted further down the flow path. This is in order to ensure that the water obtains characteristics similar to those of natural groundwater. A way to estimate the transport time is to model the groundwater flow in the area between the infiltration facility and the extraction site. However, due to the fact that groundwater flow in eskers often is very complex, modeling such a system requires data of high quality and resolution. The aim of this master’s thesis was to document the variation in estimated values of integrated horizontal hydraulic conductivity and to investigate how the variation was affected by uncertainties connected to existing information for the area between the Tunåsen infiltration facility and the extraction sites in Storvad and Galgbacken. The thesis was done as a pilot study for Uppsala vatten och avfall AB’s upcoming construction of a high-resolution model of the Uppsala and Vattholma eskers. The investigation began with a literature review, from which existing information was compiled. An integrated horizontal hydraulic conductivity was calculated based on two types of information: descriptions of the layers in borehole profiles and information from sieve analyses. The obtained values were then compared to a rough estimate based on information about groundwater flow and hydraulic gradient. The compilation of existing material showed that the largest uncertainties were related to borehole profiles. This was due to the use of different ways to describe soil layers and to lack of information of a soil layer’s true grain size composition. The calculations of integrated hydraulic conductivity showed the largest variation when based on descriptions of borehole profiles. The calculations that were made based on sieve analyses as well as the rough estimate based on groundwater flow and hydraulic gradient showed a smaller variation. However, without the existence of measurements of the actual hydraulic conductivity, it is impossible to say for certain how the documented uncertainties affect the variation. In the upcoming work with the construction of the high-resolution model it is therefore of great importance that such information is obtained, for example by performing pumping tests. / Skattning av den integrerade hydrauliska konduktivitetens variation kring Tunåsens infiltrationsanläggning - En utredning av påverkan från möjliga osäkerheter i befintlig information I Sverige utgörs nästan hälften av den totala dricksvattenvolymen av grundvatten. Den största delen av grundvattnet utvinns ur rullstensåsar, vilka i vissa fall tillåter mycket stora uttag. Trots detta är grundvattenvolymen på vissa håll inte tillräcklig. Detta har lett till att den naturliga grundvattenmängden i sex procent av landets grundvattentäkter kompletteras genom konstgjord infiltration. I Uppsala sker konstgjord infiltration på fyra platser, där Tunåsens infiltrationsanläggning belägen på Uppsalaåsen är den största. För Tunåsen såväl som för andra områden där konstgjord infiltration används, är det av stor betydelse att det infiltrerade vattnet har en tillräckligt lång transporttid mellan infiltrations- och uttagspunkt för att möjliggöra att det får grundvattenliknande egenskaper innan det pumpas upp. Ett sätt att uppskatta denna transporttid är genom att modellera grundvattenflödet i området mellan infiltrationsanläggningen och den eller de grundvattentäkter där vattnet pumpas upp. Till följd av att grundvattenströmningen i rullstensåsar ofta är komplex, ställer dock en modellering av ett sådant område stora krav på både kvalitet och upplösning hos den information från vilken modellen byggs upp. Syftet med detta examensarbete var att dokumentera variationen i en skattad integrerad horisontell hydraulisk konduktivitet och utvärdera hur denna påverkades av osäkerheter relaterade till den idag befintliga informationen för området mellan Tunåsens infiltrationsanläggning och Storvads respektive Galgbackens grundvattentäkt. Detta gjordes som en förstudie till Uppsala vatten och avfall ABs kommande arbete med upprättandet av en noggrann modell över hela Uppsala- och Vattholmaåsen. Arbetet började med en litteraturstudie och en informationsinsamling, genom vilka den idag tillgängliga informationen sammanställdes. Utifrån den sammanställda informationen beräknades sedan värden på hydraulisk konduktivitet baserat på beskrivningarna i de upprättade lagerföljderna och baserat på information från tidigare utförda siktanalyser. De beräknade värdena jämfördes därefter med värden framtagna genom en överslagsberäkning baserad på information om grundvattenflöde och hydraulisk gradient. Sammanställningen av befintlig information visade på att de mest betydande osäkerheterna var relaterade till jordlagerdata, där de kunde kopplas till såväl användandet av olika beskrivningssätt i lagerföljderna som till brister i informationen om verklig kornstorleksfördelning. Skattningarna av integrerad horisontell hydraulisk konduktivitet resulterade i störst variation när de baserades på jordlagerföljderna, då det högsta värdet i många fall var 107 gånger så stort som det lägsta. De beräkningar som utfördes på siktanalyser visade på en mer begränsad variation, vilket även var fallet för överslagsberäkningarna. Utan mätningar på den verkliga hydrauliska konduktiviteten går det dock inte att säkert avgöra hur mycket de funna osäkerheterna påverkar variationen. Inför utvecklingen av den kommande modellen är det därför nödvändigt att komplettera den idag befintliga informationen med ny data, till exempel genom att provpumpningar utförs.

This thesis contributes to a development of a method for rheological characterization of microfibrillated cellulose. The intended use of the method is to be able to distinguish between different grades of microfibrillated cellulose. The method that was developed had preparation procedure of suspensions, pH, dry content and conductivity as well as measuring geometry and measuring sequence in mind. The method resulted in using a propeller mixer for sample preparation and the most suitable properties of the samples for comparison of different qualities of microfibrillated cellulose was evaluated to be pH 8 with a dry content of 2.0 wt% and a conductivity of 110 µS/cm. The rheology of the microfibrillated cellulose suspensions was examined by using a dynamic rotational rheometer and a splined bob and cup (C25G/PC25G). The complex viscosity from amplitude sweeps is used as the parameter to distinguish between different grades of 2 wt% microfibrillated cellulose suspensions. At 1.0 wt% the pH of the suspensions appeared to have a very small impact on the results from rheological measurements while an increased conductivity of the suspensions resulted in an increased complex viscosity. The dry content dependency appeared to be exponential in the range of 0.5 to 3.0 wt% and it was thus easier to distinguish between different grades of microfibrillated cellulose when the dry content is 2.0 wt% compared to 1.0 or 1.5 wt%.

Temporary streams and their dynamics have often been largely overseen in hydrological research and there is relatively little knowledge about how the occurrence of flow in these streams varies temporally and spatially. Temporary streams are important from a hydro- logical perspective because they affect water quantity and quality in downstream peren- nial reaches, and from an ecological perspective because they provide habitat to unique species. In order to gain knowledge about these important streams, this maser thesis was conducted, within the Msc program in Water and Environmental Engineering at Uppsala University and the Swedish University of Agricultural Sciences, in collaboration with the Hydrology and Climate group at the University of Zurich. In this study, the temporal and spatial variation of the temporary streams in a small pre-Alpine catchment in Switzerland were investigated, both in terms of the presence of flowing water and stream chemistry. The 20 ha Studibach catchment is typical for the pre-Alpine area, with frequent precipi- tation. The streams in the lower part of the Studibach catchment were mapped in the field during September 2020. The temporal and spatial variations of the presence of flow and stream chemistry within the stream network was investigated in September and October 2020 during varying weather conditions. During ten field campaigns the flow state of the streams was classified and the Electrical Conductivity (EC) of the streams was mea- sured approximately every 20 meter. The findings from the field campaigns were related to topographic indices, in particular the Topographic Wetness Index (TWI) and Upslope Accumulated Area (A), in order to see how topography influenced the presence of stream- flow and stream EC. The results show a high temporal and spatial variation in both stream chemistry and streamflow. The active network length expanded by a factor of two in re- sponse to precipitation events. The stream EC also had a large spatial variation, and the streams in the southeast part of the catchment had a higher EC than the other streams. This spatial variation is expected to reflect the large variability in groundwater EC within the catchment. The spatial variation of the streamflow demonstrated a difference between the north-middle and the south part of the catchment, where the south part responded quicker to events and drained and retracted faster after the event. The findings also indicate that topographic indices can predict the occurrence of flow in the stream network, with sites with higher topographic index values having a higher probability of flowing water in the stream. Topography also influences the stream chemistry. The variation in stream chem- istry was smaller for sites with higher values for the topographic indices, something that can be explained by the Representative Elementary Area (REA) concept, because sites with higher topographic index values are located further downstream and water at these locations is a mixture of the smaller streams that feed these streams. / Temporära bäckar och dess dynamik har länge varit förbisedda inom hydrologisk forskn- ing, och en djupgående kunskap rörande temporära och rumsliga variationer saknas. Tem- porära bäckar är viktiga utifrån ett hydrologisk perspektiv eftersom de påverkar både kvantitet och kvalitet på vattnet nedströms, och från ett ekologiskt perspektiv eftersom de bidrar med habitat till unika arter. Detta examensarbete har genomförts för att öka kunskapen kring dynamiken i dessa temporära nätverk. Examensarbetet genomfördes inom Civilingenjörsprogrammet i Miljö och Vattenteknik vid Uppsala Universitet och Sveriges Lantbruksuniversitet, i ett samarbete med Hydrologi- och Klimatgruppen vid University of Zurich. Studien har undersökt temporära och rumsliga variationer i ett tem- porärt bäcknätverk med avseende på flöden och kemin i vattnet, i ett mindre pre-alpint avrinningsområde i centrala Schweiz. Bäckarna i den nedre delen av avrinningsområdet Studibach karterades i fält för hand med karta och kompass under september 2020. Avrin- ningsområdet är på 20 ha och räknas som typiskt för ett pre-Alpint område, med frekvent nederbörd. Tio fältkampanjer genomfördes där temporära och rumsliga variationer un- dersöktes genom klassificering av flöden och mätningar av Elektrisk Konduktivitet (EC) i bäckarna ungefär var 20e meter, under september och oktober 2020 i varierande väder- förhållanden. Resultaten från fältkampanjerna relaterades till de topografiska indexen Topographic Wetness Index (TWI) och Upslope Accumulated Area (A) för att undersöka hur topografin påverkar flöden och bäckkemin. Studien kom fram till att bäckarna i den nedre delen av Studibach visar både en temporär och en rumslig variation för både flöde och bäckkemi. De aktiva bäckarna i nätverket visade på en expansion med en faktor två som svar på nederbörd. En rumslig variation för flödet påträffades även mellan den södra och nord-centrala delen av nätverket där den södra svarade snabbare mot event och även drogs ihop snabbare. Kemin i bäckvattnet visade på en stor rumslig variation, med högt EC i den sydöstra delen av avrinningsområdet, vilket förmodas bero på den stora rumsliga variationen av EC i grundvattnet. Resultaten visar även på att topografiska index kan till viss del förutspå flöden i bäckarna, där platser med högre topografiska index har högre sannolikhet att det flödar i bäcken. Topografin påverkar även bäckkemin. Variationen i bäckkemin var mindre för platser med högre topografiska index, vilket kan förklaras med Representative Elementary Area (REA) konceptet, eftersom platser med högre to- pogragiska index värden återfinns längre nedströms och vattnet på dessa platser är en blandning av de mindre bäckarna som tillför vattnet till de större.

Strukturella batterier är multifunktionella; de tillhandahåller lagring av elektrokemisk energi samtidigt som de bidrar med en lastbärande funktion. Tillsammans möjliggör detta att batteriet kan integreras i karossen hos ett elektriskt fordon eller apparat. Denna multifunktionalitet möjliggör således en avsevärd reducering i fordonets vikt. Kompositmaterialet är förstärkt av kolfiberelektroder, innesluten i en elektrolytstruktur. För att förverkliga detta koncept måste batteriets elektrolyt kunna motstå mekanisk belastning, samtidigt som den transporterar joner mellan batteriets elektroder. Denna studie syftar till att bygga vidare på konceptet av fas-separerade polymerelektrolyter, skapade från polymerisationsinducerad fasseparation via termisk härdning, vilket är en teknik utvecklad av Schneider et al. och Ihrner et al. Vidare undersöks effekten av att dels använda en elektrolytlösning baserad på EC:PC, men även att inkorporera tioler till polymernätverket. Tvärbindningsmolekylerna som användes i denna studie inkluderade trimetylolpropan tris(3-merkaptopropionat) (3TMP), pentaerythritol tetrakis(3-merkaptopropionat) (4PER), och dipentaerythritol hexakis-(3-merkaptopropionat) (6DPER). Dessa skiljer sig i antal funktionella tiolgrupper. Konduktivitet, termo-mekanisk prestanda och strukturberoende egenskaper undersöktes genom tre laborativa faser. Den första fasen behandlade inverkan på elektrolytsystemet av ändrat lösningsmedel, tiol-funktionalitet samt tiolgruppförhållandet gentemot allyl gruppen på den primära monomeren. Sampolymeren innehållandes 6DPER uppvisade bäst multifunktionalitet, varpå denna utvecklades vidare i fas två där en optimal sammansättning fastställdes som bestod utav 45 viktprocent jonlösning. I den slutliga fasen konstruerades en halv-cell baserat på den tidigare optimerade elektrolytkompositionen; den uppmätta kapaciteten visar tydlig förbättring jämfört med tidigare forskning. Resultatet som erhölls i denna studie bidrar till förståendet av strukturella batteri-elektrolyter samt den forskning som en dag kan komma att förverkliga strukturella batterier och dess tillämpningskrav. / Structural batteries are multifunctional; providing electrochemical energy storage synergistically with a load-bearing function that enables their integration into the body panels of electric devices and vehicles. Thus, massless energy can be achieved. As a composite material, it is composed of reinforcing carbon fibre electrodes embedded in an electrolyte matrix. To realize this concept, the electrolyte must simultaneously transfer mechanical load and transport ions between electrodes. The following study builds on a phase-separated polymer electrolyte, created using polymerization-induced phase separation via thermal curing, formulated by Schneider et al. and Ihrner et al.. The impact of the incorporation of thiols for copolymerization and as cross-linking agents for the polymer network was researched along with use of an EC:PC-based solvent. The three thiols studied were: trimethylolpropane tris(3-mercaptopropionate) (3TMP), pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate) (4PER), and dipentaerythritol hexakis-(3-mercaptopropionate) (6DPER). These differed in regard to the amount of thiol functional groups present. Ionic conductivity, thermo-mechanical performance and structure-property relationships were studied across 3 laboratory phases. The first phase concerned the effect of thiol-functionality, the thiol functional group ratio relative to the allyl group present in the primary monomer, and the solvent interaction. 6DPER was concluded to be the most promising cross-linking agent. During the second phase, the effect of electrolyte content was evaluated with an optimum of 45 weight% determined. The third phase concluded the study, wherein a half-cell was assembled with the optimized electrolyte formulation showing improved capacity relative to previous studies. The results developed here contribute to the understanding of structural battery electrolyte systems and their continued research to meet application demands.

Steel has played an indispensable role in shaping our contemporary world  and will persist to play that role for the foreseeable future. However, the steel industry currently is responsible for 7% of the global CO2-emissions, primarily due to the conventional carbon-based reduction process of iron ore. Fossil-free steel manufacturing, such as hydrogen direct reduction,  could essentially make the  CO2-emissions from primary steel production obsolete. The product from hydrogen-based direct reduction of iron ore is H-DRI, which subsequently are molten in an EAF to produce crude steel. Due to H-DRI  being   a   novel   product,   its   thermophysical   properties   are   not   well documented,  which  are  essential  when  investigating  the  heating  and dissolution behavior.  When  feeding  H-DRI  to  an  EAF,  ferrobergs  may  form,  which  consist  of unmolten material that interrupts the continuous melting process. It is not established whether the heat transfer of the pellets or the heat transfer to the pellets is the leading cause of ferroberg-formation. Modelling the melting process in an EAF is considered near impossible, therefore a simplified heating model of H-DRI was required. In the present thesis, H-DRI pellets were examined with heating experiments in a lab-scale vertical tube furnace to 1500°C  while  the  surface- and center  temperatures  of  the  pellets were  measured.  The measured  surface  temperatures  were  applied  as  varying boundary  conditions  in COMSOL  Multiphysics  heat transfer simulations of  H-DRI  and H-HBI.  The  thermal conductivity  function  was  utilized  as  an  adjustable  parameter to  fit  the  theoretical center temperatures from the heat transfer simulations with the experimental center temperatures to acquire the temperature dependent effective heat conductivity and thermal diffusivity of H-DRI. By establishing an estimate correlation between the heat conductivity of H-DRI and H-HBI, the thermal conductivity and thermal diffusivity of H-HBI could also be obtained. The experiments together with the heat transfer simulations proved to be effective and yielded successful results of the effective heat conductivity and thermal diffusivity of H-DRI  and  H-HBI,  which  can  be  used  in  process  design,  future  models,  and simulations. Furthermore, it is unlikely that ferroberg-formation is caused by slow heat transfer of the H-DRI. It is more likely that it is due to slow heat transfer to the H-DRI. Therefore, the focus should be to increase the heat transfer to the H-DRI pellets while melting in an EAF to avoid ferrobergs. / Stål har haft en oumbärlig roll i att forma vår samtida värld och kommer att fortsätta att inneha  den  rollen  under  en  överskådlig  framtid.  Men  stålindustrin  ansvarar närvarande  för  7%  av  den  totala  globala  CO2-utsläppen,  främst  på  grund  av den konventionella kolbaserade reduktionsprocessen av järnmalm. Fossilfri ståltillverkning, som direktreduktion av järnmalm med vätgas, kan i princip göra CO2-utsläppen   från   primärståltillverkning föråldrat.   Produkten   från   vätgasbaserad direktreduktion  av järnmalm  är  H-DRI,  som  sedan  smälts  i  en  ljusbågsugn  för att producera  råstål. Eftersom  H-DRI  är  en  ny  produkt  så  är  dess  termofysiska egenskaper,  som  är väsentliga  när  man  undersöker  dess  uppvärmnings-  och smältbeteende, inte väl dokumenterat. Vid matning av H-DRI till en ljusbågsugn kan det bildas  ferroberg  som består  av  osmält  material  som  hindrar  den  kontinuerliga smältningsprocessen. Det är inte fastställt om det är värmeöverföringen i pelletsen eller värmeöverföringen  till pelletsen  som  är  den  främsta  orsaken  till  att  ferroberg bildas. Modellering  av  smältprocessen  i  en  ljusbågsugn  anses  nästintill  omöjlig, därför krävdes en förenklad uppvärmningsmodell av H-DRI. I detta examensarbete undersöktes H-DRI-pellets med uppvärmningsexperiment i en vertikal rörugn till 1500°C samtidigt som yt- och centrumtemperaturerna för pelletsen mättes. De uppmätta yttemperaturerna  användes  som  varierande  randvillkor  i  COMSOL Multiphysics värmeöverföringssimuleringar  av  H-DRI  och  H-HBI.  Den  termiska konduktiviteten användes som en justerbar parameter för att anpassa de teoretiska centrumtemperaturerna från värmeöverföringssimuleringarna med de experimentella centrumtemperaturerna  för  att  erhålla  den  temperaturberoende effektiva  termiska konduktiviteten och termiska diffusiviteten för H-DRI. Genom  att   fastställa   en uppskattad korrelation mellan värmeledningsförmågan för H-DRI och H-HBI, kunde även den termiska konduktiviteten och termiska diffusiviteten för H-HBI erhållas. Experimenten  tillsammans  med  värmeöverföringssimuleringarna  visade  sig  vara effektiva och gav framgångsrika resultat av den effektiva termiska konduktiviteten och termiska  diffusiviteten  hos H-DRI och H-HBI,  som  kan  användas  i  processdesign, framtida modeller och simuleringar. Det är osannolikt att ferrobergbildning orsakas av långsam värmeöverföring  i H-DRI, utan det är mer troligt att det beror  på långsam värmeöverföring till H-DRI. Därför bör fokus vara att öka värmeöverföringen till H-DRI pellets i en ljusbågsugn för att undvika ferrobergbildning.