Tijdens de anaerobe vergisting van organische reststromen – het kernproces bij de productie van biogas – komen vaak zwavelhoudende verbindingen als bijproduct vrij. Met name waterstofsulfide (H₂S) is een ongewenst gas vanwege de toxiciteit voor zowel werknemers als het milieu. Daarom zijn er verschillende ontzwavelingsstrategieën ontwikkeld om dit gas efficiënt uit het biogasmengsel te verwijderen.
Een strategie die momenteel wordt ontwikkeld in samenwerking met partners, is de katalytische oxidatie van H₂S tot elementaire zwavel (S₀). Dit maakt een schone scheiding mogelijk, waarbij een herwonnen stroom vaste zwavel ontstaat die verder gevaloriseerd kan worden tot andere producten, zoals zwavelzuur (H₂SO₄). Dit is een nuttige chemische stof die binnen de biogasinstallatie zelf kan worden ingezet. Om de biogasinstallatie circulairder te maken, is het onze taak binnen het project om de stap van S₀ naar H₂SO₄ te ontwikkelen.
Sommige micro-organismen, zoals Acidithiobacillus thiooxidans, kunnen deze bioconversie uitvoeren en daarbij ook koolstofdioxide (CO₂) fixeren. Deze bacterie staat bekend om zijn vermogen om te groeien bij extreem lage pH-waarden — een noodzakelijke eigenschap wanneer het eindproduct een sterk zuur zoals H₂SO₄ is.
In dit project wordt de biologische productie van H₂SO₄ uit S₀ door Acidithiobacillus thiooxidans onder gecontroleerde laboratoriumomstandigheden onderzocht en geoptimaliseerd. De fermentatie-experimenten vinden plaats in schudkolven van verschillende formaten met vooraf vastgestelde groeimedia. Verschillende procesparameters worden onderzocht en met elkaar vergeleken, zoals pH, zwaveldeeltjesgrootte en het verschil tussen batch- en sequentiële batchopstellingen.
Voor de analyse worden spectrofotometrie gebruikt voor de bepaling van microbiële groei en wordt een geschikt protocol ontwikkeld voor het meten van geproduceerd H₂SO₄, bijvoorbeeld via troebelheidstests (spectrofotometrie) of titratie.
Op een later moment in het project kan ook de behoefte ontstaan om micro-organismen te identificeren met behulp van DNA-technieken.
Heb je ervaring met fermentatie en een open en nieuwsgierige instelling? Dan zit je hier op de juiste plek. HBO-studenten met een passende achtergrond zijn van harte welkom om te solliciteren.
Je komt te werken voor de onderzoeksgroep Biobased Resources & Energy binnen het kenniscentrum MNEXT – Material and Energy Transition. MNEXT is een initiatief van Avans en HZ University of Applied Sciences en helpt bedrijven hun biobased ambities te realiseren door samen met hen het hoger beroepsonderwijs te vernieuwen en toegepast onderzoek te doen dat er toe doet. De onderzoeksgroep Biobased Resources & Energy richt zich op het valoriseren van reststromen uit natuur, landbouw of industrie en op de productie en toepassing van biobased energie.
Je ontvangt een maandelijkse vergoeding van €350.