Omzetting van ammonium naar elektriciteit

Stikstof (N) leidt, wanneer het in het milieu terecht komt, tot problemen als eutrofiëring. Het is van groot belang om stikstof te verwijderen uit afvalwater, voordat het in de natuur terecht komt.

Er bestaan verschillende technologieën om stikstof te verwijderen uit afvalwater. De huidige nitrificatie/denitrificatie processen hebben twee groten nadelen: er is energie nodig voor beluchting voor zuurstof-overdracht aan de nitrificerende bacteriën, en de vorming van het broeikasgas N2O (lachgas) is onvermijdelijk. Wij gaan werken aan een nieuwe technologie die zowel de uitstoot van lachgas als het elektriciteitsverbruik voor beluchting vermindert, door gebruik te maken van elektroden.

Wij gaan onderzoeken hoe we elektrodes kunnen inzetten om stikstof in de vorm van ammonium (NH4+) om te zetten in elektriciteit met behulp van bacteriën. We gebruiken hiervoor het principe van de biologische brandstofcel, waarbij bacteriën elektronen kunnen afgeven aan een elektrode. Hiermee kunnen we elektrische energie terugwinnen uit de afbraak van ammonium. We gaan onderzoeken hoe de stroomproductie afhangt van de procesomstandigheden, zoals ammonium concentratie, elektrodepotentiaal, en de concentratie van bacteriën.

Het resultaat is het ontwerp van een werkende biologische brandstofcel waarin elektriciteit teruggewonnen wordt uit de omzetting van ammonium naar stikstofgas (N­2).

Hiermee willen we een duurzamere oplossingen voor bestaande biologische conversies ontwikkelen.