Elektrochemische stimulatie van biokatalysatoren voor productie van chemicaliën uit afvalwater

Huishoudelijk en industrieel afvalwater moeten behandeld worden voordat ze teruggebracht kunnen worden naar het oppervlaktewater en/of het productieproces. Verwijdering van organische componenten gebeurt hier typisch door een combinatie van aerobe en anaerobe biologische waterzuivering. Aerobe afvalwaterzuivering kost veel energie (bijv. voor beluchting) en vernietigt daarbij energierijke moleculen. Met dit project wordt onderzocht hoe uit afvalwater door middel van biokatalysatoren effectief chemicaliën kunnen worden geproduceerd.

Technologie

Door integratie van afvalwaterzuivering met microbiële elektrosynthese (MES) kunnen zowel de energie als de koolstofdioxide worden teruggewonnen door productie van meer waardevolle chemicaliën. Dit proces wordt gedreven door elektriciteit i.e. elektronentoevoer vanaf een kathode.

Uitdaging

Gebruik van open microbiële culturen bij MES levert veelal een mix van componenten op, inclusief waterstof, acetaat, ethanol, butyraat, en/of methaan. Het is de uitdaging om hierbij uit afvalwater selectief waardevolle en makkelijk scheidbare chemicaliën te produceren.

Oplossing

Elektro-katalysatoren kunnen selectief producten maken en zo mogelijk ook de biologische productie ervan beïnvloeden. Binnen dit project evalueren we hoe elektro-katalysatoren effectief inzetbaar zijn om bijvoorbeeld biokatalysatoren te sturen naar een meer selectieve productie van ethanol. Met experimenteel onderzoek beogen we fundamenteel inzicht te krijgen in de synergetische interactie tussen elektro- en biokatalysatoren en onderliggende sturingsmechanismen.