Den här uppsatsen handlar om att undersöka om polymera solceller kan tillverkas på stålsubstrat. Polymera solceller är ett alternativ till kristallina solceller och tunnfilmssolceller där organiska material med halvledaregenskaper, det vill säga konjugerade molekyler och polymerer, används för att tillverka det aktiva lagret i solceller. Ett framgångsrikt sätt att tillverka sådana solceller är att blanda givarmolekyler och mottagarmolekyler i det aktiva skiktet. Detta kallas för en bulk-heteroövergång. När ljuset faller på skiktet exciteras en elektron i givarmaterialet och överförs till mottagarmaterialet. Ett elektriskt fält transporterar ut elektronen till en kontakt. Det är detta som ger upphov till strömmen i en polymersolcell.   Polymera solceller har tillverkats på substrat av färgtäckt stål. Stålsubstratens ytegenskaper undersöktes för olika beläggningar och några potentiella substrat selekterades. Eftersom dessa substrat är ogenomskinliga behöver toppkontakten vara transparat. Detta kan uppnås genom att applicera solcellens skikt i omvänd ordning mot vad som är brukligt för polymera solceller. Den här typen av uppbyggnad kallas för en inverterad struktur och är lämplig för solceller på stål. En inverterad struktur användes med silver som bottenkontakt och PEDOT:PSS som toppkontakt. Det aktiva skiktet utgjordes av en blandning av poly-hexyltiofen och en fullerenderivat. De färdigtillverkade solcellernas elektriska egenskaper uppmättes och tydliga diodegenskaper noterades. Dock uppvisade solcellerna ingen fotoström. De aktuella substraten bedömdes vara för grova för att användas vid tillverkning av polymera solceller. Framtida studier bör inrikta sig på släta metallsubstrat istället. Alternativa tillvägagångssätt och förbättringar diskuteras.

<p>Denna studie fokuserar på materialåtervinning av polymera material i form av hårda termoplaster och gummi från uttjänta fordonsdäck. Med anledning av låg och begränsad materialåtervinning, hög energiutvinning och delvis deponering av hårda termoplastfraktioner respektive uttjänta däck har det funnits behov att studera förutsättningar för ökad materialåtervinning.</p><p>Syftet med denna explorativa studie har varit att undersöka möjligheter och förutsättningar för ökad materialåtervinning av hårda termoplastfraktioner och uttjänta däck. Detta övergripande syfte har uppnåtts genom en intervjustudie med respondenter vars företag använder återvunnen termoplast samt gummi från uttjänta däck i tillverknings- och bearbetningsprocesser. Möjligheterna för ökad materialåtervinning har även betraktats från en termodynamisk synvinkel.</p><p>Företagens anledningar till arbete med materialåtervinning grundas i ekonomiska incitament men även miljöhänsyn. Förutsättningarna för ökad materialåtervinning återfinns i sorterade och ickekontaminerade, termoplastfraktioner samtidigt som en marknad för produkter tillverkade av gummi från uttjänta däck behöver utvecklas. Fraktionerna bör hållas isär och sorteras om de är blandade för att därmed inte begränsa materialens möjligheter till återvinning i nya produkter. Denna slutsats bekräftas även av termodynamiska principer. Framtidsperspektivet kännetecknas av förhoppningar om mer tillgängligt material och mindre råvarukostnader. Ökade mängder termoplaster betraktas i framtiden härstamma från uttjänta personbilar. Tillverkning av fordonskomponenter, baserade på gummi från uttjänta däck, kan i framtiden vara ett alternativ inom bilindustrin.</p>

Denna studie fokuserar på materialåtervinning av polymera material i form av hårda termoplaster och gummi från uttjänta fordonsdäck. Med anledning av låg och begränsad materialåtervinning, hög energiutvinning och delvis deponering av hårda termoplastfraktioner respektive uttjänta däck har det funnits behov att studera förutsättningar för ökad materialåtervinning. Syftet med denna explorativa studie har varit att undersöka möjligheter och förutsättningar för ökad materialåtervinning av hårda termoplastfraktioner och uttjänta däck. Detta övergripande syfte har uppnåtts genom en intervjustudie med respondenter vars företag använder återvunnen termoplast samt gummi från uttjänta däck i tillverknings- och bearbetningsprocesser. Möjligheterna för ökad materialåtervinning har även betraktats från en termodynamisk synvinkel. Företagens anledningar till arbete med materialåtervinning grundas i ekonomiska incitament men även miljöhänsyn. Förutsättningarna för ökad materialåtervinning återfinns i sorterade och ickekontaminerade, termoplastfraktioner samtidigt som en marknad för produkter tillverkade av gummi från uttjänta däck behöver utvecklas. Fraktionerna bör hållas isär och sorteras om de är blandade för att därmed inte begränsa materialens möjligheter till återvinning i nya produkter. Denna slutsats bekräftas även av termodynamiska principer. Framtidsperspektivet kännetecknas av förhoppningar om mer tillgängligt material och mindre råvarukostnader. Ökade mängder termoplaster betraktas i framtiden härstamma från uttjänta personbilar. Tillverkning av fordonskomponenter, baserade på gummi från uttjänta däck, kan i framtiden vara ett alternativ inom bilindustrin.

The treatment of industrial wastewater is an important measure to prohibit eutrophication and intoxication of lakes and oceans. Major industries often have location-basedwastewater treatment and to avoid undesired effluents it is essential to make it robust.The integrated pulp- and papermill Braviken is experiencing a malfunction in their wastewater treatment plant. The wastewater treatment at Braviken is divided into multiplestages where one of them is biological treatment by an activated sludge process. Thisstage is modeled as a Low Sludge Production (LSP) where an aerated selector helps tofaciliate the microbial growth of the wastewater. The microorganisms digest wastewaterpollutants in this step only to be consumed by micro-animals in the next step, the activesludge basin. During recent winters, Braviken have experienced a problematic sludge bulking in the selector. During the most problematic episodes, manual removal of the foamhave been needed with an excavator. The aim of this study have been to explain why thefoaming occurs and present an action proposal to prevent the bulking.To answer the questions at issue, previously measured monitoring data from the foamingepisodes have been analysed. A principal component analysis was performed, using monitoring data from each problematic winter and compared to the non-bulking referencewinter of 2017-2018. Additional sampling was collected and analysed to investigate theconnection between process management and its influence of the physical characteristicsof the wastewater.When the investigation had been accomplished it was concluded that the waste waterbulking was caused by a low nitrogen and phosphorus concentration combined with a highorganic carbon influent. This caused a reduction in the metabolism of the microorganisms,resulting in a increased colloidal surface charge and high extracellular polymeric substance(EPS)-content. The reason for the problem occuring during winters can be explained bya generally low water temperature in the selector and a physical difference in the woodcompared to summer wood. When performing microbial studies of the wastewater itoccured to be a presence of filamentous bacteria in both the selector and the previousleveling basin. This presence was concluded to be a result of reduced aeration and anincreased hydraulic retention time during the winter 2020-2021.To avoid future problematic foaming in the activated sludge process, an increased dosage ofnitrogen and phosphorus is recommended. The result show that a increased concentrationof phosphorus and nitrogen in relation to influent COD had a reducing effect of thecolloidal surface charge in the wastewater.

Vid extrema bergsaktiviteter som klättring och skidåkning ställs stora krav på utrustningen. Den här studien har fokuserat på skalplagg för alpin miljö. Skalplaggens huvuduppgift är att skydda mot vind och fukt samtidigt som de skall transportera fukt från insidan till utsidan. För att kunna designa och utveckla bästa möjliga skalplagg krävs det kunskap om vilken miljö produkten/plagget ska användas i, vem som ska använda det, hur mycket ska plagget användas, i kombination med vilka andra produkter/plagg och vilken kunskap har användaren? Det är också viktigt att förstå vilka materialkrav som ställs på produkten. Det leder till vikten att även förstå materialens egenskaper, vad det minsta, alternativt största mängden av en viss komponent som krävs för att produkten ska leva upp till de ställda kraven. Kunskap om kraven och funktionerna bakom mekanismerna som uppfyller kraven leder till en möjlighet att optimera plaggets funktion och miljöpåverkan. I denna studie har kunskaper inom textilteknik, fysiologi, termodynamik, kemisk dynamik och teknisk byggteknik kombinerats för att härleda och undersöka kraven på maximalt ånggenomsläpplighetsmotstånd beroende på grad av fysisk aktivitet. Resultatet visar tydligt att det maximala ånggenomsläpplighetmotståndet som accepteras vid en given intensitet sjunker med en avtagande temperatur. Detta beror på att fuktgradienten ökar med en avtagande temperatur, under premissen att temperaturen och fukthalten innanför membranet hålls konstant. / Program: Textilingenjörsutbildningen

Denna rapport beskriver arbetet med att konstruera utrustning för att strimla, tvinna och fixera en flerskiktsfilm i form av reflextejp med avsikten att tillverka garn av den strimlade tejpen där garnet slutligen stickas och vävs till tyger. Avsikten är inte att utveckla reflexgarn eftersom existerande metoder finns för detta, utan att undersöka om garntillverkning från filmmaterial, eller i en förlängning, andra tvådimensionella material lämpar sig för garnproduktion. Om metoden går att utveckla till kostnadseffektiva, industriella processer kan den exempelvis användas för återvinning av textilier i steget innan konsumentnivå. Överproduktion och tyger med fabrikationsfel inom textilindustrin skulle hypotetiskt kunna strimlas till remsor som tvinnas till relativt grova garner i mekaniska processer. En fördel är att materialblandningar och tillsatta additiv som normaltsett försvårar återvinning inte behöver beaktas. Ett annat tänkbart användningsområde är att råvaror som inte är lämpliga till fibertillverkning kan användas förtextilproduktion. Cellulosabaserat material som används till papperstillverkning där papperet sedan strimlas och tvinnas till garner är ett relativt nytt exempel på garnproduktion från tvådimensionell struktur som just nu är under utveckling. De konstruktioner som tillverkades för strimling, tvinning och fixering fungerade för att producera garner som gick att virka, sticka och väva med. En avgörandefaktor för garnkvaliteten var vilken slags polymer som reflextejpens lim var uppbyggd av. Polyuretan visade sig ge det mest användbara garnet och drygt tvåhundrameter garn av detta material tillverkades under arbetet. De processer och metoder som utvecklats är att betrakta som initiala steg, men är uppskalningsbara till kontinuerliga tillverkningsmetoder i industriell produktion. / This report describes the work of designing equipment for shredding, twisting and heat fixate a multilayer film in the form of reflective tape. The intention is to produce yarn of the shredded and twisted tape, where the yarn is finally knitted and woven into fabrics. The intention is not to develop reflex yarns because existing methods exists for this, but to investigate whether yarn production from film materials, or in an extension, other two-dimensional materials are suitable for yarn production. For example, if the method can be developed into cost-effective industrial processes, it can be used for textile recycling in the pre-consumer stage. Overproduction in the textile industry and fabrics with defects could hypothetically be shredded into strips that are twisted into relatively coarse yarns in mechanical processes. One advantage is that material mixtures and additives which normally make recycling difficult need not be taken into account. Another conceivable area of application is that raw materials which are not suitable for fiber production can be used for textile production. Cellulose-based material used for paper where the paper is shredded and twisted into yarns is a relatively new example of yarn production from a two-dimensional structure that is currently under development. The constructions made for shredding, twisting and heat fixation worked to produce yarns that could be transformed into fabrics. A decisive factor for the yarn quality was the kind of polymer on which the tapes adhesive film was made from. Polyurethane was found to provide the most useful yarn and more than two hundred meters of yarn were made from this material during the work. The processes and methods that have been developed are considered initial steps, but are scalable to continuous manufacturing methods in industrial production.

Powertrain mounts' purpose is to mount the engine and the gearbox in the car. Besides that, it isolate the body from the powertrain movements and road excitation. The most common material in powertrain mounts bracket is aluminum but lately, fibre reinforced polymer (FRP) has been acting as a substitute for the aluminum. The major drive forces for the change is the possibility to decrease the weight and improve the attribute noise, vibrations and harshness (NVH). The main objective of this study was to compare aluminum and FRP in order to find advantages and disadvantages for use in a powertrain mount bracket. FRP's have in earlier investigations at Volvo Cars been assumed to be isotropic, although it is orthotropic due to fiber orientation. Hence, a comparison between isotropic and orthotropic material properties for the powertrain mount bracket was conducted. There was no established method for modelling orthotropic materials available at the powertrain mount department, so a suggestion of a work process was presented in this thesis. Information regarding FRP, as well as a comparison to aluminum was presented in a literature study. The different materials and material models were compared in series of stress-strain and eigenmode FEM analyses. The results from the stress-strain analyses evinced that the design for the aluminum bracket can withstand the loads without exceeding the design limit. In the FRP bracket with orthotropic material properties, the design limit was exceeded for the load cases with the highest load. The results from the stress-strain and eigenmode analyses of the isotropic and orthotropic material models showed significant differences. According to the isotropic material model, the bracket could withstand the loads, and the eigenfrequencies was 25-30% higher compared to the orthotropic material model. The conclusions drawn from this study was that FRP's may be an advantageous material for the powertrain mount bracket, compared to aluminum. The FRP's bracket will decrease the cost, weight, and carbon footprint as well as improve the NVH. However, difficulties of using FRP's have been observed and need to be further investigated. The main difficulties identified are creep, fatigue, moisture absorption, and aging. This study has also proved that orthotropic material properties must be included in order to understand the material behavior and find critical areas.

IPCC SR15 rapporterade att alla framtida scenarier för att begränsa klimatförändringen till 1,5°C är starkt beroende av negativa utsläppstekniker, såsom geografisk CO2-lagring som används av Stockholm Exergi’s Värtaverket. Men kan man uppnå starkare klimatvinster genom en cirkulär koldioxidekonomi? Bildandet av en cirkulär koldioxidekonomi är absolut nödvändigt för att uppnå global koldioxidneutralitet, men hur kommer vi dit? Elektrolys av CO2 erbjuder en ekonomiskt och miljömässigt attraktiv väg för att uppgradera CO2-utsläpp till värdefulla bränslen och råvaror, vilket minskar användningen av fossila resurser och CO2-utsläpp till atmosfären. Detta examensarbete undersöker möjligheten att ta bort 720 000 ton-CO2-utsläpp från det avfallseldade kraftvärmeverket i Högdalen som fallstudie, via elektrokemisk reduktion av CO2 till eten, med målet att producera polymera konstruktionsmaterial, för att fungera som en kolsänka. Dessa polymerer har utvärderats utifrån kriterier som kapacitet som kolsänka, marknadsstorlek och LCA. Eten är den mest användbara råvarukemikalien för polymerproduktion och har ett betydande koldioxidavtryck på 1,73 ton CO2 per producerade eten. Att använda eCO2RR skulle minska betydande CO2-utsläpp och överbrygga luckan mellan fossila och förnybara resurser. Detta examensarbete föreslår en preliminär processdesign, komplett med en teknoekonomisk modell för att beräkna ekonomin, mass- och energibalanser för ett flertal scenarier. Över hundra elektrokatalysatorer har studerats i en litteraturgenomgång, där 5 st elektrokatalysator har valts ut baserat på olika styrkor i särskilda meritvärden, för att fastställa prestationsmål för lönsamhet. Den teknoekonomiska modellen drog slutsatsen att vid nuvarande prisläge på 700 SEK/MWh kunde ingen av elektrokatalysatorerna uppnå lönsamhet. Att sänka elpriset till LCOE för vindkraft till 335 SEK/MWh, blev resultaten mycket lönsamma, inklusive IRR upp till 41,3%. Modellparametrar ändrades för att fastställa de viktigaste variablerna i en omfattande känslighetsanalys. Vi kan dra slutsatsen att strömtätheter på 400-600 mA/cm2 är gynnsamma och med så låg bibehållen cellspänning som möjligt (&lt;2,4V). Om man specifikt inriktar sig på eten som produkt kan det vara fördelaktigt att ytterligare öka lönsamheten genom att producera myr- eller ättiksyra som ett nästa steg, vilket har fördelen av enklare vätskegasseparering och för att undvika produktion av metan och etanol. För lönsamhet krävs en livstid på minst 2-4 år för elektrokatalysatorn (CCM), 10 år för stacken och 20 år för elektrolyssystemet. I miljöanalysen studerades massbalans-lagringen av CO2. Detta uppnåddes genom att ta bort de direkta utsläppen från Högdalenverket. De indirekta utsläppen förhindrades genom att ersätta konventionella processer av elkällans kolintensitet. Baserat på genomsnittet av elektrokatalysatorerna skulle värdlandet behöva kräva en kolintensitet för elproduktionen under 101 och 153 tCO₂/GWh för NET-direkt respektive indirekt CO2-avlägsnande. Följaktligen kan högre CO2-besparingar uppnås genom handel med koldioxidsnål svensk el till grannländer med mycket högre koldioxidintensitet. Totalt sett var den direkta koldioxidminskningen mellan 487 300 till 575 000 ton CO₂ och en indirekt minskning på mellan 1 065 000 till 1 219 000 ton CO₂, beroende på energieffektivitet och produkter. Den största utmaningen för kommersiell framgång för alla eCO2RR-projekt bortsett från de tekniska prestandaaspekterna är att nödvändiga förändringar i skatteregelverket behövs, så att el från elektrolysprojekt till gröna kemikalier blir skattebefriade, som jämförbart med förbränning av förnybar biomassa är befriad från CO2-skatter. / The IPCC SR15 reported that all future scenarios to limit climate change to 1.5°C are heavily reliant on negative emission technologies, such as geographical CO2 storage employed by Stockholm Exergi’s Värtaverket. But can stronger climate benefits be achieved through a circular carbon economy? The formation of a carbon circular economy is imperative towards achieving global carbon neutrality, but how do we get there? Electrolysis of CO2 offers an economically and environmentally attractive route to upgrade CO2 emissions to valuable fuels and feedstocks, thus reducing the use of fossil resources and CO2 emissions to the atmosphere, hence closing the cycle.  This thesis explores the possibility of removing the 720,000 tCO2 emissions of the case study waste-fired CHP plant, Stockholm Exergi’s Högdalenverket, via the electrochemical reduction of CO2 (eCO2RR) towards ethylene, with the goal of producing polymeric construction materials, to act as a carbon sink. These polymers were evaluated on criteria such as, capacity as a carbon sink, market size and LCA. Ethylene is the prevailing commodity chemical for polymer production and has a significant carbon footprint of 1.73 tonCO2 per tonne of ethylene produced. Displacement via the eCO2RR would prevent substantial CO2 emissions and bridge the gap between fossil and renewable resources.  This thesis describes a preliminary process design, complete with technoeconomic model to calculate the economics, mass and energy balances of numerous scenarios. Electrocatalyst data from an in-depth literature review comprising of over 100 catalysts was drawn, with 5 electrocatalyst candidates selected based on strengths in particular figures of merit, to determine performance targets for profitability. The technoeconomic model concluded that at the current price point of 700 SEK/MWh, none of the electrocatalysts could achieve profitability. Lowering the electricity price to the levelized-cost of electricity (LCOE) for wind, 335 SEK/MWh, yielded highly profitable results, including IRR up-to 41.3%. Model parameters were changed to determine the most important variables in an extensive sensitivity analysis. Concluding that performance targets require current densities of 400-600 mA/cm2 whilst maintaining as low cell voltage as possible (&lt;2.4 V). When specifically targeting ethylene, it is beneficial to increase profitability through targeting more valuable, formic, or acetic acid, which has the advantage of easier liquid-gas separation and to avoid production of methane and ethanol. For stability, 2-4 years minimum is required for the catalyst-coated membrane (CCM), 10 years for the stack and 20 years for the electrolyser systems.    In the environmental analysis, capabilities for carbon storage were studied via CO2 balance. This was achieved by taking the direct emissions removed from Högdalenverket, the indirect emissions prevented by replacing conventional processes and by the carbon intensity of the electricity source. Based on the average energy efficiency and performance of the electrocatalysts, the host country would require a carbon intensity of electricity production below 101 and 153 tCO₂/GWh for NET direct and indirect CO2 removal, respectively. Consequently, higher CO2 savings were achieved by trading low-carbon Swedish electricity to neighbouring countries with much higher carbon intensities. Overall, the direct carbon reduction was between 487,300 to 575,000 tCO₂ and indirect reduction of between 1,065,000 to 1,219,000 tCO₂, subject to energy efficiency and targeted products.  It remains that aside from the technical performance aspects of the eCO2RR catalysts, the major roadblock towards the commercial success of all eCO2RR projects is the required adjustments to regulatory framework, such that electricity for electrolysis projects towards green chemicals exempt from taxes in a similar way to renewable biomass combustion exempt from CO2 taxes.