Energie uit water

Duurzame energieproductie is van cruciaal belang voor het voortbestaan van onze huidige samenleving. Water en waterbehandeling spelen in dit opzicht een belangrijke rol. Wetsus richt zich op de ontwikkeling van technologie voor duurzame energieproductie uit (afval)water: biologische brandstofcel en "blue energy". In dit visionaire thema worden elektrochemie, membraantechnologie en biotechnologie gecombineerd.

Biologische brandstofcel
Biologische brandstofcellen (1) functioneren volgens het zelfde principe als een normale brandstofcel. Organisch materiaal in afvalwater wordt door bacteriën omgezet in ondermeer protonen en elektronen. De protonen diffunderen door een proton-selectief membraan. De elektronen worden door een extern circuit geleid zodat elektriciteit wordt opgewekt. Aan de andere zijde van het membraan komen de elektronen en protonen weer bij elkaar en reageren samen met zuurstof tot water (2).
 
(1) Biologische brandstofcel waarin afvalwater wordt omgezet in elektriciteit (2) Schematische weergave van een biologische brandstofcel


Blue Energy
Over een ionselectief membraan (3) dat zee- en rivierwater van elkaar scheidt stelt zich een membraanpotentiaal in van ongeveer 80 mV. Dit kleine spanningsverschil wordt verhoogd door het in serie plaatsen van de compartimenten, alternerend gescheiden door anion- en kationselectieve membranen. Het totale spanningsverschil wordt daardoor groter en kan gebruikt worden om elektriciteit te genereren. De buitenste compartimenten worden via een extern elektrisch circuit met elkaar verbonden en het opgebouwde potentiaal verschil wordt omgezet in een elektronenstroom. Door zee- en rivierwater op deze geavanceerde manier te mengen wordt elektriciteit geproduceerd zonder schadelijke emissies zoals CO2, NOx en SOx. Bovendien zijn de grondstoffen gratis en vrijwel ongelimiteerd beschikbaar.


  (3) Principe van het Blue Energy-proces