Elektriciteit uit afvalwater met de biobrandstofcel

0
726

Veel afvalwater wordt momenteel gezuiverd door er lucht in te pompen, wat energie kost. Tegelijkertijd neemt de wereldwijde vraag naar energie enorm toe. Een nieuwe technologie, de biobrandstofcel, biedt voordelen op beide terreinen: het produceert elektriciteit, terwijl het afvalwater zuivert.

Dit onderzoek was gericht op het verhogen van de elektriciteitsproductie uit afvalwater met behulp van de biobrandstofcel. In de biobrandstofcel groeien bacteriën op een elektrode, de anode, die organische materialen in afvalwater direct omzetten in elektronen (elektriciteit).

De belangrijkste beperkende factor is momenteel de kathode, waar de elektronen afgegeven moeten worden, normaal gesproken aan zuurstof. In dit onderzoek hebben we verschillende routes gevolgd om de elektronen sneller te laten stromen en meer (elektrische) energie uit het proces te halen. Veelbelovende routes waren het vervangen van zuurstof door Fe3+, het gebruik van bacteriën op de kathode om de reacties te versnellen en het gebruik van Cu2+ als elektronenacceptor. Dit laatste proces resulteerde niet alleen in hoge stroomproductie, maar ook in het terugwinnen van puur koper.

Tot slot hebben we een biobrandstofcel op grotere schaal getest met een oppervlak van 0.5 m2 en een volume van 5 L. In tegenstelling tot andere studies hebben we laten zien dat met opschalen vergelijkbare resultaten verkregen kunnen worden als op labschaal mits de afstanden tussen de elektroden klein zijn, de doorstroming goed is en de reactie aan de kathode snel verloopt. Met deze verbeteringen komt toepassing van de biobrandstofcel al dichterbij, maar we zijn er nog niet.

Verder onderzoek moet uitwijzen of we over een tijdje een compacte reactor in ons huis zullen hebben waarmee we uit onze eigen afvalstromen elektriciteit maken.

Promotiegegevens
Promotie: A. (Annemiek) ter Heijne
Proefschrift: Improving the cathode of a Microbial Fuel Cell for efficient electricity production
Promotor: prof.dr.ir. C.J.N. Buisman (Biologische kringlooptechnologie)
Co-Promotor: dr.ir. H.V.M. Hamelers
Datum: 3 december 2010, 13:30 uur
Locatie: Aula, gebouw 362, Gen. Foulkesweg 1, Wageningen
Organisatie: Wageningen University